§7.6 带电粒子在磁场中的运动.pptVIP

安培定理 安培力 + q S 一.洛伦兹力公式 §9.6 带电粒子在磁场中的运动 (1) 洛伦兹力对电荷所作的功 讨论 (2) 在一般情况下，空间中电场和磁场同时存在 大小 方向 + 二.带电粒子在均匀磁场中的运动 ? 粒子回转周期 情况 回转周期与速度无关 高能光子与氢原子中电子碰撞，光子湮灭产生正负电子对，在气泡室中的轨迹 ? 一般情况 带电粒子作螺旋运动 磁聚焦原理 粒子 源A (发散角不太大的带电粒子束) 汇聚于 A’ 发散角不太大的带电粒子束，螺距相同，经一个相同的回旋周期后，重新会聚 螺距 ? v v 螺距 h T 与速度无关 半径 半径 与? 成正比 减少粒子纵向速度，进而使其“反射” 。 在非均匀磁场中，螺旋运动的半径和螺距都会变化 向强磁场区域运动，运动半径不断减少 横向磁约束——约束带电粒子在一根磁场线附近 纵向磁约束—— 粒子运动发生“反射” 磁镜 磁镜效应—在非均匀磁场中，纵向运动受到抑制 三.带电粒子在非均匀磁场中的运动 ? 磁镜效应的典型应用 受控热核聚变实验研究 能约束运动带电粒 子的磁场分布称为磁 镜约束 —— 磁瓶 ? 地球的磁约束效应 —— 天然磁瓶 线圈 线圈 高温等离子体 ? 磁镜效应的典型应用 受控热核聚变实验研究 能约束运动带电粒 子的磁场分布称为磁 镜约束 —— 磁瓶 ? 地球的磁约束效应 —— 天然磁瓶 线圈 线圈 高温等离子体 - - - - - + + + + + v 四.霍尔效应 1879年 霍尔发现在一个通有电流的导体板上，若垂直于板面施加一磁场，则在板面两侧会出现微弱电势差 V I B - - - - - + + + + + 四.霍尔效应 I l d 电流强度 霍尔系数 (2) 区分半导体材料 —— 霍尔系数的正负与载流子电荷性质有关 + + + + – – – – + + + + – – – – N 型半导体 P 型半导体 研究半导体材料性质的有效方法（浓度随杂质、温度等变化） 讨论 (1) 通过测量霍尔系数可以确定导电体中载流子浓度 S + + + N 发电气体通道 等离子气体 (3) 霍尔效应原理的应用 —— 磁流体发电 没有机械转动部分造成的能量损耗——可提高效率 特点： 气体 高温电离 电极 - - -