14质谱仪与回旋加速器-2021学年人教版高中物理选择性必修第二册教学课件

1、质谱仪与回旋加速器4第一章 安培力与洛伦兹力人教物理选择性必修2质谱仪与回旋加速器4第一章 安培力与洛伦兹力人教物理选择2.结构：如图所示一 质谱仪1.应用：测量带电粒子质量和分析同位素。2.结构：如图所示一 质谱仪1.应用：测量带电粒子质量和分3.原理加速电场U1：速度选择器E,B：偏转磁场B0：不同粒子偏转半径不同m不同，r 就不同3.原理加速电场U1：速度选择器E,B：偏转磁场B0：不同粒 加速器是对物理粒子进行加速，从而对其他粒子实现高速撞击后借以研究物质内部结构的设备. 因为直线加速的长度可能导致加速器长度太大无法建造，所以出现了回旋加速器，也就是把一个直的轨道弯曲起来。 加速器是对

2、物理粒子进行加速，从而对其他粒子实现高速撞1.应用：使带电粒子动能增加，从而获得高能粒子2.结构：两个D形金属盒，如图所示二 回旋加速器1.应用：使带电粒子动能增加，从而获得高能粒子2.结构：两个1） E：使粒子加速2） B：使粒子偏转，速率不变3.原理接高频电源v0v4v1v5v3v2回旋加速器原理粒子源交变电场磁场电场1） E：使粒子加速2） B：使粒子偏转，速率不变3.原理接4） 粒子最大动能：离开半径与金属盒半径相同 粒子q、m及B一定，粒子获得的最大动能与回旋加速器的半径R有关，R越大，Ek越大。3） 加速条件：4） 粒子最大动能：离开半径与金属盒半径相同 6） 粒子加速次数7） 粒

3、子运动的总时间t电场：t1磁场：因为t2t1，所以认为t t2.5）回旋加速器不可无限加速。粒子速度v接近光速c时，质量变大，磁场中运动周期改变，与交变电场周期不同步.改进：【优质公开课】1.4质谱仪与回旋加速器2021学年(最新)人教版高中物理选择性必修第二册教学课件-优选PPT下载【优质公开课】1.4质谱仪与回旋加速器2021学年(最新)人教版高中物理选择性必修第二册教学课件-优选PPT下载6） 粒子加速次数7） 粒子运动的总时间t电场：t1因为t2课堂小结一 质谱仪二 回旋加速器1）应用2）结构：主要部分：速度选择器3）原理：质量不同偏转半径不同 E：加速 B：偏转1）应用2）结构：D形

4、金属盒，加电场和磁场3）原理：【优质公开课】1.4质谱仪与回旋加速器2021学年(最新)人教版高中物理选择性必修第二册教学课件-优选PPT下载【优质公开课】1.4质谱仪与回旋加速器2021学年(最新)人教版高中物理选择性必修第二册教学课件-优选PPT下载课堂小结一 质谱仪二 回旋加速器1）应用2）结构：主要部分1.判断(1)因不同原子核的质量不同，所以同位素在质谱仪中的轨迹半径不同。()(2)利用质谱仪可以用来测算粒子的比荷。()(3)相比于多级直线加速器，回旋加速器的优点是占用空间小。()(4)随着粒子速度的增加，回旋加速器两盒间电势差的正负改变应该越来越快，以便使粒子经过盒缝处刚好被加速。

5、()【优质公开课】1.4质谱仪与回旋加速器2021学年(最新)人教版高中物理选择性必修第二册教学课件-优选PPT下载【优质公开课】1.4质谱仪与回旋加速器2021学年(最新)人教版高中物理选择性必修第二册教学课件-优选PPT下载1.判断【优质公开课】1.4质谱仪与回旋加速器202.现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图所示，其中加速电压恒定。质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的12倍。此离子和质子的质量比值约为()DA11

6、 B12 C121 D144【优质公开课】1.4质谱仪与回旋加速器2021学年(最新)人教版高中物理选择性必修第二册教学课件-优选PPT下载【优质公开课】1.4质谱仪与回旋加速器2021学年(最新)人教版高中物理选择性必修第二册教学课件-优选PPT下载2.现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图2.回旋加速器的工作原理如图1所示，置于真空中的D形金属盒半径为R，两盒间狭缝的间距为d，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，被加速粒子的质量为m、电荷量为q，加在狭缝间的交变电压如图2所示，电压值的大小为U0，周期T 。一束该种粒子在t0时刻从A处均匀地飘入狭缝，其初速度视为零。现考虑粒

7、子在狭缝中的运动时间，假设能够出射的粒子每次经过狭缝均做加速运动，不考虑粒子间的相互作用。求：【优质公开课】1.4质谱仪与回旋加速器2021学年(最新)人教版高中物理选择性必修第二册教学课件-优选PPT下载【优质公开课】1.4质谱仪与回旋加速器2021学年(最新)人教版高中物理选择性必修第二册教学课件-优选PPT下载2.回旋加速器的工作原理如图1所示，置于真空中的D形金属盒半解:(1)粒子在磁场中的运动半径为R时， ，且 ，解得 (1)出射粒子的动能Em；(2)设粒子被加速n次达到动能Em则EmnqU0，解得粒子在狭缝间的运动可等效成匀加速直线运动，设n次经过狭缝的总时间为t根据匀变速直线运动

8、的规律有解得由解得则加速度【优质公开课】1.4质谱仪与回旋加速器2021学年(最新)人教版高中物理选择性必修第二册教学课件-优选PPT下载【优质公开课】1.4质谱仪与回旋加速器2021学年(最新)人教版高中物理选择性必修第二册教学课件-优选PPT下载解:(1)粒子在磁场中的运动半径为R时， 4质谱仪与回旋加速器2021学年(最新)人教版高中物理选择性必修第二册教学课件-优选PPT下载解:(1)粒子在磁场中的运动半径为R时， ，且 ，解得则EmnqU0，解得4质谱仪与回旋加速器2021学年(最新)人教版高中物理选择性必修第二册教学课件-优选PPT下载回旋加速器的工作原理如图1所示，置于真空中的D

9、形金属盒半径为R，两盒间狭缝的间距为d，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，被加速粒子的质量为m、电荷量为q，加在狭缝间的交变电压如图2所示，电压值的大小为U0，周期T 。(4)随着粒子速度的增加，回旋加速器两盒间电势差的正负改变应该越来越快，以便使粒子经过盒缝处刚好被加速。则EmnqU0，解得(2)利用质谱仪可以用来测算粒子的比荷。4质谱仪与回旋加速器2021学年(最新)人教版高中物理选择性必修第二册教学课件-优选PPT下载A11 B12 C121 D1444质谱仪与回旋加速器2021学年(最新)人教版高中物理选择性必修第二册教学课件-优选PPT下载根据匀变速直线运动的规律有(4)随着粒子速度的增加，回旋加速器两盒间电势差的正负改变应该越来越快，以便使粒子经过盒缝处刚好被加速。(1)出射粒子的动能Em；5）回旋加速器不可无限加速。因为t2t1，所以认为t t2.偏转磁场B0：不同粒子偏转半径不同3）原理：质量不同偏转半径不同应用：测量带电粒子质量和分析