大学物理之带电粒子在电场和磁场中的运动ppt课件

1、12-7 12-7 带电粒子在电场和磁场中的运带电粒子在电场和磁场中的运动动1一一 带电粒子在电场和磁场中所受的力带电粒子在电场和磁场中所受的力电场力电场力EqFe磁场力（洛伦兹力）磁场力（洛伦兹力）BqF vmBqEqFv运动电荷在电场和磁场中受运动电荷在电场和磁场中受的力的力xyzo+qvBmF12-7 12-7 带电粒子在电场和磁场中的运带电粒子在电场和磁场中的运动动2二二 带电粒子在磁场中运动举例带电粒子在磁场中运动举例RmBq200vvqBmR0vB0vqBmRT220vmqBTf211 回旋半径和回旋频率回旋半径和回旋频率12-7 12-7 带电粒子在电场和磁场中的运带电粒子在电场

2、和磁场中的运动动32 磁聚焦磁聚焦（洛伦兹力不做功）（洛伦兹力不做功）vvv/sinvv 洛伦兹力洛伦兹力 BqFvm 与与 不垂直不垂直Bvcosvv/qBmRvqBmT2)/2(cosqBmdvTv/螺距螺距12-7 12-7 带电粒子在电场和磁场中的运带电粒子在电场和磁场中的运动动4 磁聚焦磁聚焦 在均匀磁场中点在均匀磁场中点 A 发射一束初速度相差不大的带电粒子发射一束初速度相差不大的带电粒子, 它它们的们的 与与 之间的夹角之间的夹角 不同不同 , 但都较小但都较小,这些粒子沿半径不同的螺旋线运这些粒子沿半径不同的螺旋线运动动, 因螺距近似相等因螺距近似相等, 相交于屏上同一点相交于

3、屏上同一点, 此现象称为磁聚焦此现象称为磁聚焦 .0vB 应用应用 电子光学电子光学 , 电子显微电子显微镜等镜等 .12-7 12-7 带电粒子在电场和磁场中的运带电粒子在电场和磁场中的运动动53 电子的反粒子电子的反粒子 电子偶电子偶显示正电子存在的云室照显示正电子存在的云室照片及其摹描图片及其摹描图铝板铝板正电子正电子电子电子B1930年狄拉克预言自然界年狄拉克预言自然界存在正电子存在正电子12-7 12-7 带电粒子在电场和磁场中的运带电粒子在电场和磁场中的运动动6. . . . .+-AAK+dL. . . . .1p2p. . . . . . . . . . . . . .三三 带

4、电粒子在电场和磁场中运动举例带电粒子在电场和磁场中运动举例1 . 电子比荷的测定电子比荷的测定速度选择器速度选择器BeEe0vBE0v12-7 12-7 带电粒子在电场和磁场中的运带电粒子在电场和磁场中的运动动720e212121vLmeEaty0evvLmeEaty20e0arctanarctanvvvmeELy20e2tanvLdmeEdy1p2pdL+-1y2yoyx0v12-7 12-7 带电粒子在电场和磁场中的运带电粒子在电场和磁场中的运动动820e20e2121vvLdmeELmeEyyy20e2tanvLdmeEdy20e212121vLmeEaty1p2pdL+-1y2yoyx

5、0v12-7 12-7 带电粒子在电场和磁场中的运带电粒子在电场和磁场中的运动动91p2pdL+-1y2yoyx0v2220eLLdEmeyv1220e2LLdyEmevBE0v上述计算上述计算 的条的条件件cv122e2LLdyBEme电子比荷电子比荷12-7 12-7 带电粒子在电场和磁场中的运带电粒子在电场和磁场中的运动动102 质谱仪质谱仪RmBq2vvvRBqm7072737476锗的质谱锗的质谱. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1p2p

6、+-2s3s1s速度选择器速度选择器照相底片照相底片质谱仪的示意图质谱仪的示意图12-7 12-7 带电粒子在电场和磁场中的运带电粒子在电场和磁场中的运动动113 回旋加速器回旋加速器 1932年劳伦斯研制第一台回旋加速器的年劳伦斯研制第一台回旋加速器的D型室型室. 此加速器可将质子和氘核加速到此加速器可将质子和氘核加速到1 MeV的能量，为此的能量，为此1939年劳伦斯获诺贝年劳伦斯获诺贝尔物理学奖尔物理学奖.12-7 12-7 带电粒子在电场和磁场中的运带电粒子在电场和磁场中的运动动12mqBf2mqBR0v2k21vmE 频率与半径无关频率与半径无关到半圆盒边缘时到半圆盒边缘时mRBqE

7、22022k回旋加速器原理图回旋加速器原理图NSB2D1DON12-7 12-7 带电粒子在电场和磁场中的运带电粒子在电场和磁场中的运动动13 我国于我国于1994年建成年建成的第一台强流质子的第一台强流质子加速器加速器 ，可产生数，可产生数十种中短寿命放射十种中短寿命放射性同位素性同位素 .12-7 12-7 带电粒子在电场和磁场中的运带电粒子在电场和磁场中的运动动144 霍耳效应霍耳效应12-7 12-7 带电粒子在电场和磁场中的运带电粒子在电场和磁场中的运动动15BqqEdHvBEdHvBbUdHvnqdIBUHnqR1H霍耳系霍耳系数数dBIbHUdIBRUHH霍耳电压霍耳电压+qdv+ + + + + - - - - -eFmFbdqndvSqnIdvqndIb/v d12-7 12-7 带电粒子在电场和磁场中的运带电粒子在电场和磁场中的运动动16I+ + +- - -P 型半导体型半导体+-HUBmFdv霍耳效应的应用霍耳效应的应用（2）测量磁场测量磁场dIBRUHH霍耳电压霍耳电压（1）判断半导体的类型判断半导体的类型mF+ + +- - - N 型半导体型半导体HU-BI+-dv12-7