带电粒子在电场和磁场中的运动

,11-7,带电粒子在电场和磁场中的运动,*,*,1-0,第一章教学基本要求,物理学,第五版,1,一 带电粒子在电场和磁场中所受的力,电场力,磁场力,（洛伦兹力）,运动电荷在电场和磁场中受的力,+,2,二 带电粒子在磁场中运动举例,1,回旋半径和回旋频率,3,2,磁聚焦,（,洛伦兹力不做功,）,洛伦兹力,与 不垂直,螺距,4,磁聚焦,在均匀磁场中点,A,发射一束初速度相差不大的带电粒子,它们的,与 之间的夹角 不同,但都较小,这些粒子沿半径不同的螺旋线运动,因螺距近似相等,相交于屏上同一点,此现象称为磁聚焦,.,应用,电子光学,电子显微镜等,.,5,1,）磁约束,在非均匀磁场中，速度方向与磁场不同的带电粒子，也要作螺旋运动，但半径和螺距都将不断发生变化,横向磁约束,:,强磁场可约束带电粒子在一根磁场线附近。,减少粒子的纵向前进速度，使粒子运动发生,“,反射,”,。,纵向磁约束,:,线圈,线圈,高温等离子体,磁镜效应的典型应用,能约束运动带电粒子的磁场分布称为磁镜约束,磁瓶。,磁镜,6,3,电子的反粒子 电子偶,显示正电子存在的云室照片及其摹描图,铝板,正电子,电子,1930,年狄拉克预言自然界存在正电子,7,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,+,-,A,A,K,+,d,L,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,三 带电粒子在电场和磁场中运动举例,1,.,电子比荷的测定,速度选择器,8,d,L,+,-,o,9,d,L,+,-,o,10,d,L,+,-,o,上述计算 的条件,电子比荷,11,2,质谱仪,70,72,73,74,76,锗的质谱,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,+,-,速度选择器,照相底片,质谱仪的示意图,12,3,回旋加速器,1932,年劳伦斯研制第一台回旋加速器的,D,型室,.,此加速器可将质子和氘核加速到,1 MeV,的能量，为此,1939,年劳伦斯获诺贝尔物理学奖,.,13,频率与半径无关,到半圆盒边缘时,回旋加速器原理图,N,S,B,O,N,14,我国于,1994,年建成的第一台强流质子加速器，可产生数十种中短寿命放射性同位素,.,15,4,霍耳效应,16,霍耳系数,I,霍耳电压,+,+,+,+,-,17,I,+,+,-,P,型半导体,+,-,霍耳效应的应用,（,2,）,测量磁场,霍耳电压,（,1,）,判断半导体的类型,+,-,N,型半导体,-,I,+,-,18,量子霍尔效应,（,1980,年）,霍耳电阻,19,磁控管原理图,