帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)的實(shí)際應(yīng)用-wenkub
2023-07-08 08:13:47 本頁(yè)面
【正文】 示，一個(gè)帶電粒子兩次以同樣的垂直于場(chǎng)線的初速度v0分別穿越勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)， 場(chǎng)區(qū)的寬度均為L(zhǎng)偏轉(zhuǎn)角度均為α，求E∶B解：分別利用帶電粒子的偏角公式。帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)的實(shí)際應(yīng)用1．速度選擇器 如圖所示，粒子經(jīng)加速電場(chǎng)后得到一定的速度v0，進(jìn)入正交的電場(chǎng)和磁場(chǎng)，受到的電場(chǎng)力與洛侖茲力方向相反，若使粒子沿直線從右邊孔中出去，則有qv0B＝qE,v0=E/B，若v= v0=E/B，粒子做直線運(yùn)動(dòng)，與粒子電量、電性、質(zhì)量無(wú)關(guān) 若v＜E/B，電場(chǎng)力大，粒子向電場(chǎng)力方向偏，電場(chǎng)力做正功，動(dòng)能增加． 若v＞E/B，洛侖茲力大，粒子向磁場(chǎng)力方向偏，電場(chǎng)力做負(fù)功，動(dòng)能減少．例1 某帶電粒子從圖中速度選擇器左端由中點(diǎn)O以速度v0向右射去，從右端中心a下方的b點(diǎn)以速度v1射出；若增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B，該粒子將打到a點(diǎn)上方的c點(diǎn)，且有ac=ab，則該粒子帶___電；第二次射出時(shí)的速度為 _____。在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)：，在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)：，由以上兩式可得。離子源S產(chǎn)生帶電量為q的某種正離子，離子產(chǎn)生出來(lái)時(shí)速度很小，可以看作是靜止的。解析：(1)由于電荷量為帶正電的粒子，從容器下方的S1小孔飄入電勢(shì)差為U的加速電場(chǎng)，要被加速，S1和S2處的電勢(shì)比較，S1處的高，從小孔S1到S2電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，所以粒子在小孔S1處的電勢(shì)能高于在S2處。例3（2008重慶卷），OH為對(duì)稱(chēng)軸，且OM=（紙面內(nèi)）從C射出，試求：（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向（提示：可考慮沿CM方向運(yùn)動(dòng)的離子為研究對(duì)象）；（2）離子沿與CM成θ角的直線CN進(jìn)入磁場(chǎng)，其軌道半徑和在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間；（3）線段CM的長(zhǎng)度.：（1）設(shè)沿CM方向運(yùn)動(dòng)的離子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為R由 R=d得B＝磁場(chǎng)方向垂直紙面向外（2）設(shè)沿CN運(yùn)動(dòng)的離子速度大小為v，在磁場(chǎng)中的軌道半徑為R′，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t由vcosθ=v0 得v＝R′==方法一：設(shè)弧長(zhǎng)為st=s=2(θ+α)R′t=方法二：離子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期T＝t=Ｔ=(3) 方法一：CM=MNcotθ=Ｒ′=以上3式聯(lián)立求解得CM=dcot 方法二：設(shè)圓心為A，過(guò)A做AB垂直NO，可以證明NM＝BO∵NM=CMtanθ又∵BO=ABcot=R′sinθcot=∴CM=dcot3．回旋加速器B~如圖所示組成：兩個(gè)D形盒，大型電磁鐵，高頻振蕩交變電壓，兩縫間可形成電壓U作用：電場(chǎng)用來(lái)對(duì)粒子（質(zhì)子、氛核,a粒子等）加速，磁場(chǎng)用來(lái)使粒子回旋從而能反復(fù)加速．高能粒子是研究微觀物理的重要手段．要求：粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期等于交變電源的變化周期．關(guān)于回旋加速器
醫(yī)療健康相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1