高二物理课件人教版选修3-1：3.6《带电粒子磁场中的运动》

欢迎进入物理课堂 6带电粒子在匀强磁场中的运动 一 带电粒子在匀强磁场中的运动 当带电粒子q以速度v垂直进入匀强磁场中 它将做什么运动 带电粒子将在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动 通过威尔逊云室显示的正负电子在匀强磁场中的运动径迹 通过格雷塞尔气泡室显示的带电粒子在匀强磁场中的运动径迹 速度大小不变 而方向随时间变化 3周期特征 周期T与运动速度及运动半径无关 例题一个质量为m 电荷量为q的粒子 从容器下方的小孔S1飘入电势差为U的加速电场 其初速度几乎为零 然后经过S3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中 最后打到照相底片D上 1 求粒子进入磁场时的速率 2 求粒子在磁场中运动的轨道半径 怎样才能得到能量很高的粒子呢 1 静电力做功 Ek qu 困难 技术上不能产生过高电压 2 多级加速器 困难 加速设备长 回旋加速器 用磁场控制轨迹 用电场进行加速 加速电压为 解决上述困难的一个途径是把加速电场 卷起来 交变电压 金属D形盒有什么作用 为什么不用陶瓷盒 思考 思考与讨论 说明 D形盒和盒间电场都应该在真空中 局限性 1 D形盒半径不能无限增大 2 受相对论效应制约 质量随速度而增大 周期T变化 被加速粒子的最大速度决定于什么 1931年 加利福尼亚大学的劳伦斯提出了一个卓越的思想 通过磁场的作用迫使带电粒子沿着磁极之间做螺旋线运动 把长长的电极像卷尺那样卷起来 发明了回旋加速器 第一台直径为27cm的回旋回速器投入运行 它能将质子加速到1Mev 1939年劳伦斯获诺贝尔物理奖 已知回旋加速器中D形盒内匀强磁场的磁感应强度大小为B D形盒的半径为r 今将质量为m 电量为q的质子从间隙中心处由静止释放 求粒子在加速器内加速后所能达到的最大动能表达式 假设已知磁感应强度B 1T D形盒的半径为r 60cm 质子质量为m 1 66 10 27kg 电量为q 1 6 10 19C 则粒子在加速器内加速后所能达到的最大动能值为多少Mev 如果尽量增强回旋加速器的磁场或加大D形盒半径 我们是不是就可以使带电粒子获得任意高的能量吗 思考 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全