20xx年高中物理帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)新人教版選修3-資料下載頁(yè)
2025-03-09 22:26本頁(yè)面
【正文】 盒處于與盒面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，所以，粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過(guò)半個(gè)圓周后，當(dāng)它再次到達(dá)兩盒間縫隙時(shí)，控制兩盒間的電勢(shì)差，使其剛好改變正負(fù)。于是，粒子經(jīng)過(guò)盒縫時(shí)再一次被加速。如此，粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中一次一次地經(jīng)過(guò)盒縫，而兩盒間的電勢(shì)差一次一次地反向，粒子的速度就能夠增加到很大。問(wèn)題4：由于粒子運(yùn)動(dòng)得越來(lái)越快，如果粒子走過(guò)半圓的時(shí)間越來(lái)越短，這樣兩盒間電勢(shì)差的正負(fù)變換就要越來(lái)越快，從而造成技術(shù)上的一個(gè)難題。實(shí)際情況是這樣的嗎？分析4：帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期，將代入，得到。由此式發(fā)現(xiàn)，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期與速度無(wú)關(guān)，由帶電粒子自身的性質(zhì)和磁場(chǎng)的強(qiáng)弱決定。所以，當(dāng)帶電粒子的速度越來(lái)越大時(shí)，其走過(guò)半圓的時(shí)間并不改變，因此，兩盒間電勢(shì)差的正負(fù)變換的時(shí)間間隔不變。問(wèn)題5：粒子每經(jīng)過(guò)一次加速，它的軌道半徑就會(huì)大一些，為什么？分析5：由可知，隨著速度的增大，軌道半徑會(huì)越來(lái)越大。回旋加速器加速帶電粒子有沒(méi)有局限性？回旋加速器加速帶電粒子，能量達(dá)到25~30MeV后，就很難被加速了。原因是，按照狹義相對(duì)論，粒子的質(zhì)量隨著速度的增加而增大，而質(zhì)量的變化會(huì)導(dǎo)致其回轉(zhuǎn)周期的變化，從而破壞了與電場(chǎng)變化周期的同步。任何先進(jìn)儀器都有某些局限性，不可能發(fā)明十全十美、毫無(wú)局限性的先進(jìn)儀器。二、小 結(jié)三、作 業(yè) 課本P102 問(wèn)題與練習(xí)
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