第8章 恒磁场3 物理教案.pptVIP

* 青岛科技大学　　　　　　　　　　　　　　　　大学物理讲义 * 第三节，磁场对电荷与电流的作用 一　带电粒子在电场和磁场中所受的力 电场力 磁场力 + 运动电荷在电场和磁场中受的力 方向：即以右手四指 由经小于 的角弯向 ，拇指的指向就是正电荷所受洛仑兹力的方向. 称为洛仑兹力 问 1）洛仑兹力作不作功？ 2）负电荷所受的洛仑兹力方向？ 1 .带电粒子在均匀磁场中的运动；回旋半径和回旋频率 1) 实例： 电子的反粒子(antiparticle) 显示正电子存在的云室照片及其摹描图 铝板 正电子 电子 1930年狄拉克预言自然界存在正电子 与 不垂直 螺距 2) 2 .带电粒子在非均匀磁场中的运动；磁约束 范艾伦辐射带 超导托克马克装置 应用 电子光学 , 电子显微镜等 . 1 磁聚焦 在均匀磁场中某点 A 发射一束初速相差不大的带电粒子, 它们的 与 之间的夹角 不尽相同 , 但都较小, 这些粒子沿半径不同的螺旋线运动, 因螺距近似相等, 都相交于屏上同一点, 此现象称之为磁聚焦 . 二　带电粒子在电磁场中的运动和应用 频率与半径无关 回旋加速器原理图 N S B O ~ N 产生加速电场的交变电流频率与该频率相同。 2 . 回旋加速器(cyclotron) 1932年劳伦斯研制第一台回旋加速器的D型室. 此加速器可将质子和氘核加速到1MeV的能量，为此1939年劳伦斯获得诺贝尔物理学奖. 我国于1994年建成的第一台强流质子加速器 ，可产生数十种中短寿命放射性同位素 . 3 . 质谱仪(mass spectrometer) 70 72 73 74 76 锗的质谱 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . + - 速度选择器 照相底片 质谱仪的示意图 霍 耳 效 应 三 . 霍耳效应(Hall effect) 稳定后 即 I 霍耳电压 霍耳系数 + + + + + + - - - - - I + + + + - - - P 型半导体 + - 霍耳效应的应用 2）测量磁场 霍耳电压 1）判断半导体的类型 + + + - - - N 型半导体 - I + - １９８５年的诺贝尔物理学奖 冯·克利青Klaus von Klitzing, 1943-） 量子霍耳效应 崔琦 １９９８年诺贝尔物理奖 分数量子霍尔效应 量子霍耳效应