高校大学物理带电粒子在磁场中的运动课件.pptVIP

* 9.6 带电粒子在电场和磁场中的运动 氢原子中电子绕原子核作轨道运动 一、带电粒子在电场中的运动 +e -e r 电子动能 电子势能（Ep∞=0） 由牛顿定律和库仑定律，得 * 动能写成 +e -e r 氢原子的能量 由于取 r 在无穷远处为电势能零点，故能量为负。半径大，则能量大。 * 二、带电粒子在磁场中的运动 1. 洛仑兹力 大小： 方向：垂直于 与 组成的平面。 电量为 q 的带电粒子,其速度为 , 在磁场中受到磁场力—洛仑兹力的作用: * 2. 带电粒子在磁场中运动举例 回旋半径和回旋频率 周期 频率 回旋半径 * 3. 磁聚焦 洛伦兹力 与 不垂直 螺距 * 磁聚焦 在均匀磁场中点 A 发射一束初速度相差不大的带电粒子, 它们的 与 之间的夹角 不同, 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, 相交于屏上同一点, 此现象称为磁聚焦 。 应用 电子光学, 电 子显微镜等。 * 4、带电粒子在非均匀磁场中的运动 一个带电粒子 进入轴对称会 聚磁场，如图 所示，在YZ平 面内的速度分 量与磁场的 X 分量的洛仑兹 力，使其在YZ 平面内做圆周 运动。 由于磁场的不均匀， 洛仑兹力的大小要变 化，所以不是匀速圆 周运动。且半径逐渐 变小。 * 带电粒子进入轴对称的会聚磁场， 它便被约束在一根磁力线附近的 很小范围内，它只有纵向沿磁力 线的运动，而无横向跨越。或说 在横向输运过程中它受到很大的 限制。 结论 * 磁约束 用于受控热核反应中（人造太阳） * 5. 霍耳效应 B 1879年，霍尔（E.H.Hall，1855－1936 ）发现，把一载流导体放在磁场中时，如果磁场方向与电流方向垂直，则在与磁场和电流两者垂直的方向上出现横向电势差。这一现象称为霍耳效应，这电势差称为霍耳电势差。 + + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - V1 V2 I I * 动态平衡时： x y z ?V - - - - - - - - - - - I I + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - d b B - v Fe Fm * RH 称为霍耳系数 霍耳系数RH 与载流子密度n成反比。在金属中，由于载流子密度很大，因此霍耳系数很小，相应霍耳效应也很弱。而在一般半导体中，载流子密度n 较小，因此霍耳效应也较明显。 令： 如果载流子带正电荷，则 高校大学物理带电粒子在磁场中的运动课件教材 谢谢