14质谱仪与回旋加速器课件高二下学期物理人教版选择性

1.4质谱仪与回旋加速器怎么分开电荷量相同，但质量不同的带电粒子？质谱仪阿斯顿一、质谱仪一、质谱仪粒子源加速电场U偏转磁场B照相底片2.原理：在电场中加速在磁场中偏转质谱线或谱线则比荷质量3.用途：1.构造：测量带电粒子的比荷、质量；分析同位素1.(多选)利用质谱仪可以分析碘的各种同位素。如图所示，电荷量相同的带正电的131I与127I从容器A下方的小孔S1进入加速电场(初速度不计)，经电场加速后从小孔S2射出，进入垂直纸面的匀强磁场中，最后打在照相底片D上。下列说法正确的是（

）A.磁场的方向垂直纸面向里B.打在b处的是127IC.127I在磁场中运动速度更大D.131I在磁场中运动时间更长CD2.质谱仪的原理图如图所示，由加速电场、速度选择器和偏转磁场组成。在速度选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场(图中未画出)。偏转磁场是一个以直线MN为边界、方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B2的匀强磁场。一电荷量为q、质量为m的带正电的粒子从静止开始经过加速电场后，进入速度选择器，并能沿直线穿过速度选择器，从A点垂直MN进入偏转磁场。带电粒子经偏转磁场后，最终到达照相底片的C点。已知速度选择器中的电场方向水平向右、电场强度大小为E，A点到C点的距离为x，带电粒子所受的重力可忽略不计。求：(1)粒子进入偏转磁场的速度大小v；(2)速度选择器中匀强磁场的磁感应强度B1的大小和方向；(3)加速电场的电势差U。直线加速器012345678交变电压加速电场斯坦福大学加速器北京正负电子对撞机直线加速器占地空间非常大，有的长达几十千米，坐落在两个城市之间欧内斯特·劳伦斯与他自己发明的回旋加速器二、回旋加速器二、回旋加速器1.构造：二、回旋加速器1.构造：2.原理：（1）粒子经电场加速，经磁场回旋（2）加速条件：交流电源的周期等于粒子做圆周运动的周期一个周期内，粒子加速

次二、回旋加速器1.构造：2.原理：（3）最大动能：若D形盒半径为R

对某种粒子q、m一定，粒子获得的最大动能由磁感应强度B和回旋加速器的半径R决定，与加速度电压的大小无关。二、回旋加速器1.构造：2.原理：（4）加速次数：（5）运动时间：加速时间：回旋时间：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，在磁场中运动周期改变，与交变电场周期不同步。只要不断增大回旋加速器的半径R，就能不断提高粒子获得的速度吗？实际上，回旋加速器加速的带电粒子，能量达到25~30MeV后，就很难再加速了3.某小型医用回旋加速器，最大回旋半径为0.5m，磁感应强度大小为1.12T，质子加速后获得的最大动能为1.5×107eV。根据给出的数据，可计算质子经该回旋加速器加速后的最大速率约为（

）(忽略相对论效应，1eV＝1.6×10－19J)A.3.6×106m/s

B.1.2×107m/sC.5.4×107m/s

D.2.4×108m/sC

CD5.回旋加速器是用来加速一群带电粒子使它们获得很大动能的仪器，其核心部分是两个D形金属盒，两盒分别和一高频交流电源两极相接，以便在盒内的窄缝中形成匀强电场，使粒子每次穿过窄缝时都能被加速，加速电压大小始终为U，两盒放在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，粒子源置于盒的圆心附近，若粒子源射出的粒子电荷量为q，质量为m，粒子最大回旋半径为Rmax。求：(1)所加交流电源频率；(2)粒子离开加速器时的最大动能；(3)粒子被加速次数