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单击以编辑母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,2020,高中物理竞赛,磁学,山大附中物理竞赛教研组 编,2020高中物理竞赛磁学山大附中物理竞赛教研组 编,带电粒子在电场和磁场中,运动的应用,动力学方程,:,m,d,v,d,t,=,q,v,B,q,E,+,一、磁聚焦,U,阴,极,控制极,阳极,B,l,带电粒子在电场和磁场中动力学方程:mdvdt=qvBqE+,U,阴,极,控制极,阳极,B,l,=,l,v,0,x,T,n,调节,B,使比值,为正整数,n,即,:,l,v,0,x,T,1,2,U,m,v,e,2,0,x,=,B,T,=,2,m,e,又因为,:,n,B,m,2,=,8,m,e,2,l,2,2,所以,:,=,(1.758819620.00000053),10,11,C/kg,m,e,带电粒子束,N,线圈,S,铁,芯,接振荡器,二、电子回旋加速器,环形,真空室,带电粒子束N线圈S铁芯接振荡器二、电子回旋加速器环形,E.O.,劳伦斯,(1901-1957),设计的,世界上第一台回旋加速器,E.O.劳伦斯(1901-1957)设计的,中国科学院高能物理研究所,90Mev,加速器,中国科学院高能物理研究所,三、倍恩勃立奇,(Bainbridge),质谱仪,狭缝,偏转板,照相底片,离子源,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,+,B,R,匀强磁场,粒子径迹,速度选择器,三、倍恩勃立奇(Bainbridge)质谱仪狭缝偏转板照相,狭缝,偏转板,照相底片,离子源,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,+,B,R,匀强磁场,粒子径迹,速度选择器,通过速度选择器,后粒子的速度,在洛伦兹力作用下粒子在,匀强磁场作圆周运动时,E,=,B,v,(1),B,R,m,q,v,=,(2),R,B,E,m,q,B,由式,(1),、,(2),得：,R,m,即：,利用质谱仪可以测出,元素中个同位素的含量,狭缝偏转板照相底片离子源.,1879,年霍耳,（,A.H.Hall,）,发现：在匀强,磁场中通电的金属导体板的上下表面出现横,向电势差，这一现象称为,霍耳效应,。,实验指出：,=,B,b,U,H,I,R,H,R,H,霍耳系数,，它是和材料的性质有关,的常数,B,I,+,+,+,+,+,+,+,+,a,b,U,H,B,b,U,H,I,霍耳效应,1879年霍耳（A.H.Hall）发现：在匀强实验指,V,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,1,2,a,经典电子论对霍耳效应的解释,v,E,H,+,+,+,+,+,+,+,+,a,b,n,v,=,e,I,U,=,H,B,I,b,n,e,B,I,b,n,e,(,),1,=,n,电子数密度,E,H,f,e,=,B,E,H,v,=,B,E,H,v,=,=,a,E,H,=,B,v,e,V,2,V,1,=,H,U,=,H,B,v,a,U,f,V+,=,B,b,U,H,I,R,H,与实验结论,比较可得金属导体,的霍耳系数：,n,e,1,R,H,=,U,=,H,b,n,e,(,),1,I,B,金属 实验值 计算值,锂,(Li)-17.0 -13.1,钠,(Na)-25.0 -24.4,钾,(K)-42 -47,铜,(Cu)-5.5 -7.4,铍,(Be)+24.4 -2.5,锌,(Zn)+3.3 -4.6,霍耳系数,(10,11,m,3,/C),=BbUHIRH与实验结论比较可得金属导体的霍耳系数：ne1,霍耳系数：,n,e,1,R,H,=,U,=,H,b,n,e,(,),1,I,B,B,I,+,+,+,+,+,+,+,+,B,I,+,+,+,+,+,+,+,+,P,型半导体,载流子为,带正电的空穴,n,型半导体,载流子为,电子,判断半导体类型：,霍耳系数：ne1RH=U=Hbne()1IBBI+,磁流体发电（,MHD,）,(Magnetohydrodynamics),磁流体发电原理图,磁体,磁力线方向,高温气体,燃烧器,S,N,磁流体发电,效率可达,55%,磁流体发电（MHD）(Magnetohydrodynamic,THE END,THE END,谢谢观看！,谢谢观看！,
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