质谱仪和回旋加速器上课用

O1

四.带电粒子在圆形边界磁场中的运动

r rv

v

对称性体现在哪些方面？

1、轨迹对称

O●

2、速度方向对称： (1)沿半径进，O2

沿半径出

(2)V入与半径夹角= V出与 半径夹角

O1θ

r

rv

v

1、轨迹圆心角和偏转角的 关系？

R O

2、磁场半径R、轨迹半径r 间的关系？R r tan

2

176页6题O4

O3O2

aO1

b

c

A. B. C. D.

圆形区域内有垂直纸面 的匀强磁场，三个质量 和电荷都相同的带电粒 子abc以不同的速率对 准圆心O沿着AO方向射 入磁场，正确的是 ( ) a 粒子的动能最大 c 粒子的速率最大 c 粒子在磁场中运动时 间最长 它们做圆周运动的周期 Ta<Tb<Tc

176页第7题

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174页变式1 一匀磁场,磁场方向垂直于xy平面,在xy平面上,磁场分布 在以O为中心的一个圆形区域内.一个质量为m、电荷量 为q的带电粒子,由原点O开始运动,初速为v,方向沿x正 方向.后来,粒子经过y轴上的P点,此时速度方向与y轴的 夹角为300,P到O的距离为L,如图所示.不计重力的影响. 求磁场的磁感强度B的大小和xy平面上磁场区域的半径 R. 030 y

P L A vR

0

解:

300

y

L 3rqvB m v2

PL A r r

r

B

mv qr

3 mv qL0

R 2 r cos 30

3 3

L

0

v

R

带电粒子在复合场中的运动(一)——和复合场有关的仪器

一、速度选择器例：粒子(带正电)以速度v垂直进入电场强度E的 匀强电场和垂直纸面的磁场的复合场，恰好沿直线通过。 (1)求所加磁场的方向？大小？ (2)要使相同速率的负电荷通过该速度选择器，所加 磁场方向是否需要改变？ (3)保持电场磁场方向，粒子从另一侧射入，能不能 直线通过？

二 、质谱仪

思考：质谱仪的主要作用是测量什么？ 如何测量？ 测定粒子的荷质比和分析同位素

三、磁流体发电机

例：设A、B平行金属板的面积为S,相距d,等离子气体 的电阻率为 ,喷入气体速度为v,板间磁场的磁感应强 度为B,板外电阻为R,当等离子气体匀速通过A、B板间 时，A、B板上聚集的电荷最多，板间电势差最大，即为 电源电动势.求：磁流体发电机稳定工作时电源电动势， 通过电路的电流，板间电压。解：Eq=Bqv , v=E/B , I=Bdv R+r

电动势ξ=Ed=Bdv ,R R+r

r = L/S

U外 = ξ

四、回旋加速器基本结构

1、原理： 磁场什么作用？_____________________. 电场什么作用？_____________________.

使粒子在D形盒内回旋 多次对粒子加速

D型盒的半径 最终出来的速度取决于什么？_________________.2、所加电压的要求：

粒子回旋的周期 交变电压的周期=____________________ 粒子回旋的频率 交变电压频率=________________