质谱仪和回旋加速器.ppt

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1、3.6带电粒子在匀强磁场中的运动问题讨论一：带点粒子在匀强磁场中的运动情况-Bv+v×××××××××××××××××××××××××B思考：1.如图，带点粒子沿磁感线进入磁场（v∥B），则它在磁场中怎样运动呢？2.若带点粒子垂直于磁感线进入磁场（v⊥B），则它在磁场中怎样运动呢？匀速直线运动（1）当v⊥B时，洛伦兹力的方向与速度方向的关系?粒子运动的轨迹平面有何特点？（2）带电粒子仅在洛伦兹力的作用下，粒子的速率变化么？（3）洛伦兹力在粒子运动过程中如何变化？理论分析：o

2、q-问题讨论一：带点粒子在匀强磁场中的运动情况-Bv+v×××××××××××××××××××××××××B思考：1.如图，带点粒子沿磁感线进入磁场（v∥B），则它在磁场中怎样运动呢？2.带点粒子垂直于磁感线进入磁场（v⊥B），则它在磁场中怎样运动呢？3.粒子运动方向与磁场有一夹角，则它在磁场中怎样运动呢？匀速直线运动匀速圆周运动等距螺旋运动一、带电粒子在匀强磁场中的运动沿着与磁场垂直的方向射入磁场的带电粒子，在匀强磁场中做匀速圆周运动。1、轨道半径带电粒子只受洛伦兹力，作圆周运动，洛伦兹力提供向心力：解得：

3、一、带电粒子在匀强磁场中的运动沿着与磁场垂直的方向射入磁场的带电粒子，在匀强磁场中做匀速圆周运动。1、轨道半径2、运行周期（周期跟轨道半径和运动速率均无关）②①1.两个相同的粒子，速度大小不同，轨迹如图所示。试分析两轨迹对应粒子速度的大小关系2.比较它们的周期大小.......................................................照相底片质谱仪的示意图二、质谱仪利用电场加速利用磁场偏转质谱仪是一种分析同位素、测定带电粒子比荷及测定带电粒子质量的重要工具。偏转：质谱仪最初

4、是由汤姆生的学生阿斯顿设计的，他用质谱仪发现了氖20和氖22，证实了同位素的存在。现在质谱仪已经是一种十分精密的仪器，是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具。三、回旋加速器1.加速原理：利用加速电场对带电粒子做正功使带电粒子的动能增加，qU=Ek．2.直线加速器，多级加速如图所示是多级加速装置的原理图：（一）直线加速器3.困难：技术上不能产生过高电压；加速设备长。三、回旋加速器（一）直线加速器（二）回旋加速器解决上述困难的一个途径是把加速电场“卷起来”，用磁场控制轨迹，用电场进行加速。三、回旋加速器原理：

5、电场使粒子加速，磁场使粒子回旋。回旋周期：，与半径、速度的大小无关。离盒时粒子的最大动能：与加速电压无关，由半径决定。