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文档简介
第九节
带电粒子在电场中的加速和偏转
带电粒子在电场中的加速和偏转问题1:带电粒子只受电场力在电场中可能做什么运动?条件是什么?
⑴匀速直线运动⑵匀变速直线运动⑶匀变速曲线运动(含类平抛运动)⑷匀速圆周运动⑸非匀变速曲线运动带电粒子在电场中的加速和偏转一.加速:1.在匀强场中加速:例1.真空,两极板AB,电压U,板距d,粒子:m、+q、V0=0
求Vt=?++ABU+--F如图,不计重力法(一)运动和力的观点∴法(二)能量动能定理:
∴
或能量守恒:
∴
带电粒子在电场中的加速和偏转2.非匀强场:AB+qFAB电压U,
求Vt=?
动能定理:
结论:无论是否匀强电场,电场力的功取决于qU。)带电粒子在电场中的加速和偏转例2.已知如图,灯丝热发射电子,电源电压U、U/.⑴试说明电子在三个空间的运动性质⑵当U<U/.时,电流计中有无电流?U>U/.时,电流计中有无电流?
A
G
B
U
U/
C解:⑴变加速,匀速,匀减速。⑵由动能定理:
U<U/.时,有粒子不能到C板。
U>U/.时,
粒子能到C板。表中有点流。
带电粒子在电场中的加速和偏转带电粒子在电场中的加速和偏转带电粒子在电场中的加速和偏转二.偏转(不计重力)V0如图:设加速电压U1;偏转电压U2,板长l,板间距离d;带电粒子+q,m,初速为0。
U1
U2L进入偏转场类平抛;
F2Vt水平:匀直。竖直:初速为0,匀加速直线。1.加速:qU1=F1带电粒子在电场中的加速和偏转2.偏转:
U1
U2lVtF
⑴加速度:⑵穿过偏转场的时间:⑶侧位移:y――――①=―――――②==――――③=――④
经同一电场加速、进入同一偏转电场,侧位移与q、m无关。带电粒子在电场中的加速和偏转⑷偏转角:=2.偏转:
U1
U2LVtFyV0Vyφ
⑸末速度:
⑹速度的反向延长线与入射方向的交点的位置:比较⑶⑷:
或
―交“水平位移”的中点。φ带电粒子在电场中的加速和偏转应用:阴极射线管带电粒子在电场中的加速和偏转
⑺打到屏上:y/=y+Stanφ=(L/2+S)tanφ2.偏转:
U1
U2LVtFyV0VyφφSy/⑻偏转过程中的动能定理:若只对竖直方向F电·y=F电·y=qUy
F电·y=带电粒子在电场中的加速和偏转带电粒子在电场中的加速和偏转示波管++__带电粒子在电场中的加速和偏转tU..带电粒子在电场中的加速和偏转UXt..带电粒子在电场中的加速和偏转.带电粒子在电场中的加速和偏转tU.带电粒子在电场中的加速和偏转UXt带电粒子在电场中的加速和偏转UXttU带电粒子在电场中的加速和偏转带电粒子在电场中的加速和偏转带电粒子在电场中的加速和偏转带电粒子在电场中的加速和偏转带电粒子在电场中的加速和偏转带电粒子在电场中的加速和偏转组成:电子枪、偏转电极、荧光屏。问题1:如果想使电子束在屏上y轴方向上下运动,应加什么样的偏转电压Uy?1.电子束竖直方向运动∵∴电子束随Uy的变化成正比变化。
问题2:若Uy=Umsinωt,则电子束如何运动?tUy三.示波管原理
U1
U2LVtFyφSy/XY带电粒子在电场中的加速和偏转XyTx=Ty,2.电子束水平方向运动Xy问题3:要使电子束在x轴上自左至右匀速运动,应加什么样的电压?同理:
且Ux∝t∴可得x∝t
问题4.上述两种电压同时加在Y、X两个偏转板上,且Tx=Ty,看到的是什么样的图形?
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