带电粒子复合场：速度选择器,回旋粒子加速器

1、带电粒子在复合场中的运动带电粒子在复合场中的运动之走进实验室之走进实验室盐山中学魏霞温故知新温故知新1带电粒子在匀强磁场中做什么运动？带电粒子在匀强磁场中做什么运动？2半径半径R，周期，周期T多少？多少？巩固检测 一带电粒子的一段径迹如图，由于带电粒子的运动使沿途的空气电离，粒子的动能逐渐减小（电量不变），试讨论:1粒子的电性？ 2运动路径a到b？b到a?正电正电由于由于V减小减小，R=mv/qB,R减小减小所以由所以由b运动到运动到a预习检验预习检验:1复合场复合场:电场、电场、磁场磁场和重力场并存和重力场并存,或其中某或其中某两场并存两场并存,或分区域存在或分区域存在2基本粒子：电子，质子

2、，基本粒子：电子，质子，粒子粒子 。 受力分析通常不考虑重力受力分析通常不考虑重力探究一探究一速度选择器速度选择器平行板电容器件中，电场强度平行板电容器件中，电场强度E和磁感应强度和磁感应强度B互相垂直，互相垂直，一带电为一带电为+q的粒子水平射入该极板间，为使粒子沿虚线的粒子水平射入该极板间，为使粒子沿虚线射出求速度射出求速度v ?确定对象确定对象受力分析受力分析运动情况运动情况列式求解列式求解带电粒子带电粒子二力平衡二力平衡Eq=qvB得得V=E/BF=qvBF=Eq亲，你的解题思路亲，你的解题思路是什么？是什么？思考：思考：V=E/B不变不变1反方向飞入，能沿直线飞出吗？反方向飞入，能沿

3、直线飞出吗？2电量电量-q，能以，能以v沿直线飞出吗？沿直线飞出吗？3改变粒子质量，能沿直线飞出吗？改变粒子质量，能沿直线飞出吗？4如何使粒子向下偏转？粒子的动能怎么变？如何使粒子向下偏转？粒子的动能怎么变？ 只能选择：只能选择：V=E/q速度的大小和方向速度的大小和方向，对电量、电性、质量对电量、电性、质量无选择性无选择性向下偏转向下偏转，EqqvB可以增加增加E，或减小，或减小B F=qvBF=Eq请大家带好安请大家带好安全帽全帽和和学案学案，一起进入来到一起进入来到我的实验室参我的实验室参观吧观吧粒子对撞装置粒子对撞装置瑞士与法国边境地区长达瑞士与法国边境地区长达27公里公里 价值价值1

4、00亿美元亿美元质谱仪质谱仪科学家们怎样测粒子科学家们怎样测粒子的质量呢？的质量呢？1、用途：质谱仪是一种、用途：质谱仪是一种测量带电粒子质量和分测量带电粒子质量和分离离 的仪器的仪器探究二探究二质谱仪质谱仪2、构造：由粒子源、构造：由粒子源A、 、 和和照相底片等构成照相底片等构成.同位素同位素加速电场加速电场偏转磁场偏转磁场 发射粒子发射粒子（速度很小）（速度很小）使粒子加速使粒子加速使粒子偏转使粒子偏转一质量为一质量为m,电荷量为电荷量为+q的粒子，经的粒子，经U加速加速进入磁场进入磁场B中：中：1 U两极板分别带什么电？2 粒子进入磁场时的速度？3 磁场中的运动轨道半径？R=4 若粒子

5、打在底片的距离相同，它们一定是同一种粒子吗？qUm221vqmUB21汤姆生的学生汤姆生的学生阿斯顿设计的，阿斯顿设计的，发现了发现了氖氖20和和氖氖22，证实了，证实了同位素的存在同位素的存在只要只要努力努力下一个物理诺贝尔奖下一个物理诺贝尔奖就是就是你你，我看好你呦，我看好你呦能力提升 如图所示如图所示,有一混有一混合正离子束在区域合正离子束在区域1中不偏转中不偏转,在区域在区域2中偏转半径中偏转半径R相相同同,则它们一定具则它们一定具有相同的是有相同的是( ) A速度速度 B质量质量 C电荷量电荷量 D比荷比荷AD能力提升能力提升磁流体发电机磁流体发电机是一种新兴技术，将一束等离子气体(

6、正、负离子)喷入磁场，在洛伦兹力作用下发生偏转而聚集到A、B板上，产生电势差U，把AB和用电器相连，AB就相当于两极1.A，B哪个是正极？2.发电机的电动势多大？B当二力平衡时，粒子当二力平衡时，粒子不再打在极板上，电不再打在极板上，电动势最大动势最大Eq=qvB U=Ed 得得U=VBdB相信同学们有相信同学们有所收获吧，下所收获吧，下面检验自己的面检验自己的时候到了时候到了知识回顾知识回顾1原理原理:受力平衡时，粒子做匀受力平衡时，粒子做匀速直线运动速直线运动Eq=qvB2特点特点:v=E/B3作用作用:选择选择速度速度的的大小大小和和方向方向对电量，电性，质量无选择对电量，电性，质量无选择1加速加速:2偏转偏转:洛伦兹力洛伦兹力=向心力向心力3半