带电粒子电磁场中运动常见几种仪器

1、1.速度选择器速度选择器电场力与洛伦兹力的平电场力与洛伦兹力的平衡衡总结：总结：速度选择器速度选择器任何一个存在正交电场的磁场的空间都可看任何一个存在正交电场的磁场的空间都可看作速度选择器作速度选择器速度选择器只选择速度而不选择粒子的种类，速度选择器只选择速度而不选择粒子的种类，只要只要v=E/B，粒子就能沿直线匀速通过选择器，粒子就能沿直线匀速通过选择器，而与粒子的电性、电荷量、质量无关。（不计而与粒子的电性、电荷量、质量无关。（不计重力）重力）对于确定的速度选择器有确定的入口与出口。对于确定的速度选择器有确定的入口与出口。dLSab总结：总结：磁流体发电机、磁流体发电机、磁流体发电机磁流体

2、发电机进入磁场的进入磁场的粒子带正、负粒子带正、负电荷电荷当当Eq=Bqv时两时两板间电势差达到板间电势差达到最大最大U=Bdv IBUKdAA_1Kne霍尔效应（磁强计）霍尔效应（磁强计）导体中通过电流时，导体中通过电流时，在运动的电荷为电子，在运动的电荷为电子，带负电；带负电；当电子所受电场力与当电子所受电场力与洛仑兹力相等时，导体洛仑兹力相等时，导体上、下侧电势差稳定。上、下侧电势差稳定。设设c c、d d间电势差达到稳定，则间电势差达到稳定，则U=ELU=EL，此时导电的自，此时导电的自由电荷受到的电场力与洛伦兹力相平衡，由电荷受到的电场力与洛伦兹力相平衡，Eq=qvBEq=qvB，式

3、中式中v v为自由电荷的定向移动速度。由此可知，为自由电荷的定向移动速度。由此可知， 。设导体中单位体积内的自由电荷数为设导体中单位体积内的自由电荷数为n n，则电流，则电流I=nqsvI=nqsv，式中，式中S S为导体横截面积，为导体横截面积，S=LdS=Ld。因此，由。因此，由此可知此可知BUBU。这样只要将装置先在已知磁场中定出这样只要将装置先在已知磁场中定出标度，就可通过测定标度，就可通过测定U U来确定来确定B B的大小了的大小了电磁流量计电磁流量计4.电磁流量计电磁流量计根据霍尔效应其原理可解释为：所示，一圆形导管直径为d，用非磁性材料制成，其中有可以导电的液体向左流动。导电液体

4、中的自由电荷（正负离子）在洛伦兹力作用下横向偏转，a、b间出现电势差。当自由电荷所受电场力和洛伦兹力平衡时，a、b间的电势差就保持稳定。由qvB=Eq= ，可得v= ， 流量Q=sv=BdUBdUd4.42BdUqdU电磁流量计电磁流量计总结：总结：电磁流量计、 电磁流量计电磁流量计 流动的导电液体含有正、负离子流动的导电液体含有正、负离子 流量指单位时间内流过的体流量指单位时间内流过的体积：积： Q=Sv当液体内的自由电荷所受电场当液体内的自由电荷所受电场力与洛仑兹力相等时，力与洛仑兹力相等时，a、b间的间的电势差稳定。电势差稳定。 5.质谱仪质谱仪原理分析原理分析1、质谱仪是测量带电粒子质

5、量和分析同位素的重要工具、质谱仪是测量带电粒子质量和分析同位素的重要工具2、基本原理、基本原理将质量不等、电荷数相等的带电粒将质量不等、电荷数相等的带电粒子经同一电场加速再垂直进入同一匀强子经同一电场加速再垂直进入同一匀强磁场，由于粒子动量不同，引起轨迹半磁场，由于粒子动量不同，引起轨迹半径不同而分开，进而分析某元素中所含径不同而分开，进而分析某元素中所含同位素的种类同位素的种类3、推导推导212qUm v加 速 ：12mvRdqB偏转：1122mURdBqA3A1A2A4直线加速器直线加速器粒子在每个加速电场中的运动时间相等，粒子在每个加速电场中的运动时间相等，因为交变电压的变化周期相同因为交变电压的变化周期相同回回旋旋加加速速器器密立根实验密立根实验电场力与电场力与重力实验重力实验速度选择器速度选择器电场力与洛伦电场力与洛伦兹力的平衡兹力的平衡直线加速器直线加速器电场的加电场的加速速质谱仪质谱仪磁场偏转磁场偏转示波管示波管电场的加速和电场的加速和偏转偏转回旋加速器回旋加速器电场加速、磁电场加速、磁场偏转场偏转电流表电流表安培力矩安培力矩电视机显像管电视机显像管电场加速、电场加速、磁场偏转磁场偏转电动机电动机安培力矩安培力矩磁流体发电磁流体发电电场力与洛伦电场力与洛伦兹力的平衡兹