质谱仪、回旋加速器专题

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1、步骤：①画轨迹，找圆心：a、两速度垂线的交点是圆心b、弦长的中垂线与速度的垂线的交点是圆心②由运动轨迹对应的几何关系求出半径。③找到运动轨迹对应的圆心角，求出对应的运动时间。αθ偏向角φ弦切角θ偏向角φ=圆心角α=弦切角θ的2倍。从同一边界射入的粒子，从同一边界射出时，速度与边界的夹角相等。在圆形磁场区域内，沿径向射入的粒子，必沿径向射出。（径向：沿半径方向）θ处理带电粒子在磁场中做匀速圆周运动时，常见的三种关系：1、偏向角=圆心角=弦切角的2倍。2、从同一边界射入的粒子，从同一边界射出时，速度与边界的夹角相等。3、在圆形磁场区域内，沿径

2、向射入的粒子，必沿径向射出。（径向：沿半径方向）二、画轨迹，找圆心带电粒子在磁场中运动受力分析时，应注意重力是否考虑：电子、质子等一般不计重力；带电小球、尘埃、液滴等带电物体一般要考虑重力。1、如图所示，在半径为R的圆的范围内，有匀强磁场，方向垂直圆所在平面向里．一带负电的质量为m电量为q粒子，从A点沿半径AO的方向射入，并从C点射出磁场．∠AOC＝120o．则此粒子在磁场中运行的时间t＝__________．(不计重力)．ABRvvO120°C60odBeθv2、如图所示，一束电子（电量为e)以速度V垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的匀

3、强磁场，穿透磁场时的速度与电子原来的入射方向的夹角为300。求电子的质量moMNθ[例4]一磁场宽度为L，磁感应强度为B，如图3－6－12所示，一电荷质量为m，带电荷量为－q，不计重力，以一速度(方向如图)射入磁场。若不使其从右边界飞出，则电荷的速度应为多大？图3－6－12[思路点拨]电荷不从右边界飞出的临界条件是粒子到达右边界时速度方向恰好与边界平行。θ[自学教材]1．同位素原子序数、原子质量的原子。2．质谱仪如图3－6－4所示。(1)P1P2之间的部分就是一个，粒子要匀速通过狭缝应有v＝。相同不同速度选择器图3－6－4匀速圆周运动2．

4、图3－6－5是质谱仪的工作原理示意图。带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2。平板S下方有强度为B0的匀强磁场。下列表述错误的是()图3－6－5A．质谱仪是分析同位素的重要工具B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于E/BD．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的荷质比越小D[自学教材]1．构造(1)核心部分：两个D形盒，置于巨大磁铁之间的真空容器中，如图3－6－6所示。(2)粒子源

5、：放于窄缝中心附近。(3)磁场：方向垂直于金属盒底面。(4)电场：两盒分别接在周期性变化的的两极上，窄缝中形成方向可变的加速电场，方向垂直于窄缝。图3－6－6交变电源2．工作原理及工作过程(1)工作原理：利用电场对带电粒子的加速作用和磁场对带电粒子的作用，实现通过多次加速获得高能量的带电粒子。(2)工作过程：从位于两D形盒的缝隙中央处的粒子源放射出的带电粒子，经两D形盒间的电场后，垂直磁场方向进入某一D形盒内，在洛伦兹力的作用下做，经磁场偏转半个周期后又回到缝隙。此时缝隙间的电场方向恰好改变，带电粒子在缝隙中再一次被加速，以更大的速度进入

6、另一D形盒做匀速圆周运动……这样，带电粒子不断地被加速，直至带电粒子在D形盒沿螺旋轨道逐渐趋于盒的边缘，达到预期的速率后，用特殊装置把它们引出。偏转加速匀速圆周运动[重点诠释]3.(双选)1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图3－6－7所示。这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是()A．离子由加速器的中心附近进入加速器B．离子由加速器的边缘进入加速器C．离子从磁场中获得能量D．离子从电场中获得能量图3－6－7AD