帶電粒子在復合場中運動的軌跡欣賞-在線瀏覽
2025-07-16 05:43本頁面
【正文】 ???x y y 一個電風扇 例 據(jù)有關(guān)資料介紹，受控熱核聚變反應裝置中有極高的溫度，因而帶電粒子將沒有通常意義上的容器可裝，而是由磁場約束帶電粒子運動將其束縛在某個區(qū)域內(nèi)，現(xiàn)按下面的簡化條件來討論這個問題，如圖所示，有一個環(huán)形區(qū) 域，其截面內(nèi)半徑為 ，外半徑為 R2=，區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場， 已知磁感應強度 B= T，被束 縛粒子的荷質(zhì)比為 133Rm?qm(1)若中空區(qū)域中的帶電粒子沿環(huán)的半徑方向射入磁場，求帶電粒子不能穿越磁場外邊界的最大速度 v0. (2)若中空區(qū)域中的帶電粒子以（ 1)中的最大速度 v0沿圓環(huán)半徑方向射入磁場，求帶電粒子從進入磁場開始到第一次回到該點所需要的時間 t。轉(zhuǎn)過 3600 －（ 1800一 600）=2400又回到中空部分．粒子的運動軌跡如圖所示，故粒子從P點進入磁場到第一次回到 P點時，粒子在磁場中運動時間為 粒子在中空部分運動時間為 粒子運動的總時間為 = 107s。 被磁場圍住的中心區(qū)域為反應區(qū)，反應區(qū)內(nèi)質(zhì)量為 m，電量為 q的帶電粒子，若帶電粒子由反應區(qū)沿各個不同射入磁場區(qū)域，不計帶電粒子重力和運動過程中的相互作用，則； 要求所有帶電粒子均不能穿過磁場外界，允許帶電粒子速度的最大值 ?m多大？ 若一帶電粒子以上述最大速度從邊界上某點沿圓環(huán)半徑方向垂直射入磁場， 求帶電粒子從進入磁場開始 到第一次回到出發(fā)點所用的 時間 t. 解：（ 1）由圓周切線方向進入磁場的粒子最易穿越磁場， 臨界時有 如圖，由 得 （ 2） 則 即 每次進入磁場轉(zhuǎn)過圓心角為 225176。 O點處有一放射源，沿紙面向各個方向射出速率均為 v的某種帶電 粒子，帶電粒子在磁場中做圓周運動的半經(jīng)是圓 形磁場區(qū)域半徑的兩倍。 推導帶電粒子在磁場空間作圓周運動的軌道半徑； 求帶電粒子通過磁場空間的最大偏角； 沿磁場邊界放置絕緣彈性擋板，使粒子與擋板碰撞后以原速率彈回，且其電荷量保持不變。 X Y O 解 :(1)帶電粒子在磁場后，受 洛侖磁力作用，由牛頓第二定律得 。對應的就是 Φ的最大值。時與邊界相撞回，由對稱性知，粒子經(jīng)過四個這樣的過程第一次回到 O點，亦即經(jīng)歷時間為一個周期 粒子在磁場中做勻速圓周運動的周期 所以從 O點沿 x軸正方向射出的 粒子第一次回到 O點經(jīng)歷的時間 是 其軌跡為一枚銅錢 2v1 2mvrRqB??2 mTBq??2 mtBq??y x o 一滴水珠 例 如圖所示，真空中分布著有界的勻強電場和兩個均垂直于紙面，但方向相反的勻強磁場，電場的寬度為 L，電場強度為 E，磁場的磁感應強度都為 B，且右邊磁場范圍足夠大．一帶正電粒子質(zhì)量為 m，電荷量為 q，從 A點由靜止釋放經(jīng)電場加速后進入磁場，穿過中間磁場進入右邊磁場后能按某一路徑再返回 A點而重復上述過程，不計粒子重力，求： （ 1）粒子進入磁場的速率 v； （ 2）中間磁場的寬度 d （ 3）求粒子從 A點出發(fā)到第 一次回到 A點所經(jīng)歷的時間 t。 O 1O 2O 3 B1EOB 2L d例 7．如圖所示，兩個同心圓是磁場的理想邊界，內(nèi)圓半徑為R，外圓半徑為 R，磁場方向垂直于紙面向里，內(nèi)外圓之間環(huán)形區(qū)域磁感應強度為 B，內(nèi)圓的磁感應強度為 B/3。 （ 1）
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