5,磁场对运动电荷作用.pptVIP

* 11.6 带电粒子在磁场中的运动 一、洛仑兹力 磁场对运动电荷作用的力称为洛仑兹力 大小： 方向： 右手系 洛仑兹 一段载流导线dl 中，有带电粒子数 nSdl，那么单个带电粒子受的磁场力应为： 其中 I = nqvS，dl 的方向为电流方向，即正电荷定向迁移的方向。 安培力显然应该是导线中所有定向运动的带电粒子受磁场力的总效果。 粒子在同时有电场和磁场的空间运动时, 合力为： 恒量 粒子做匀速直线运动 二、带电粒子在均匀磁场中的运动 2. 与 垂直 带电粒子作匀速圆周运动的周期与速度无关 1. 与 平行 右面的照片是一个高能电子在液氢气泡室中的踪迹，带电粒子在磁场中做圆周运动，粒子能量减少时曲率半径随着减少。初始能量为27MeV的电子在1.8T的磁场中的最大半径约5cm。 螺距 3. 与 成 角 带电粒子在电场和磁场中的运动举例 ①电子荷质比（e /m）的测定 电子的电量和质量是电子基本属性，对电子的电量、质量和两者的比值（即比荷）的测定有重要的意义。 1897年J.J. Thomson在卡文迪许实验室测量了电子荷质比，获1906年Nobel物理奖。 电子经过电场与磁场区域发生偏转 对于速度不太大的电子 ②质谱仪 质谱仪是用物理方法分析同位素的仪器，由英国物理学家与化学家阿斯顿于1919年创造。 当年发现了氯与汞的同位素，以后几年又发现了许多同位素，特别是一些非放射性的同位素。 阿斯顿于1922年获诺贝尔化学奖。 从离子源出来的离子经过加速后进入电场和磁场空间，若粒子带正电，则电荷所受的力有 + - 电场力 ：qE 洛仑兹力：qvB′ 若粒子能进入上面的磁场 速度选择器 qvB′ = qE 带电粒子 经过速度选择器后，进入磁场B中做圆周运动，半径 R 为 由谱线的位置可以确定同位素的质量。 由感光片上谱线的黑度，可以确定同位素的相对含量。 + - + - + - 质谱仪原理图 ③ 回旋加速器 1930年美国物理学家E?O?劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器 （原型） 荣获1939年诺贝尔物理学奖 1934年研制成功第一台加速器（实用型） 结构： 密封在真空中的两个金属盒（D1和D2）放在电磁铁两极间的强大磁场中，两盒间接有交流电源， 它在缝隙里的交变电场用以加速带电粒子。 目的： 用来获得高能带电粒子——轰击原子核或其它粒子，观察其中的反应，研究原子核或其它粒子的性质。 原理： 使带电粒子在电场与磁场作用下，往复加速达到高能。 兰州重离子加速器 北京正负电子对撞机 合肥同步辐射加速器 我国最大的三个加速器 *