带电粒子在匀强磁场中的运动.ppt

带电粒子在匀强磁场中的运动,思考与讨论,1、如果带电粒子射入匀强磁场时,初速度方向与磁场方向垂直,粒子仅在洛伦兹力的作用下将作什么运动?,一、带电粒子在匀强磁场中的运动,2、沿着与磁场垂直的方向射入磁场的带电粒子，在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供做向心力，只改变速度的方向，不改变速度的大小。,1、带电微观粒子的质量很小，在磁场中运动受到洛伦兹力远大于它的重力，因此可以把重力忽略不计，认为只受洛伦兹力作用。,2、圆周运动的半径,3、圆周运动的周期,4、实际应用,a、质谱仪,通过测出粒子圆周运动的半径，计算粒子的比荷或质量的仪器在。,b、回旋加速器,两D形盒中有匀强磁场无电场，盒间缝隙有交变电场。,电场使粒子加速，磁场使粒子回旋。,粒子回旋的周期不随半径改变。让电场方向变化的周期与粒子回旋的周期一致，从而保证粒子始终被加速。,回旋加速器中磁场的磁感应强度为B，D形盒的直径为d，用该回旋加速器加速质量为m、电量为q的粒子，设粒子加速前的初速度为零。求：,（1）粒子的回转周期是多大？,（2）高频电极的周期为多大？,（3）粒子的最大动能是多大？,（4）粒子在同一个D形盒中相邻两条轨道半径之比,1、交变电场的周期等于粒子做匀速圆周运动的周期。,2、粒子最后出加速器的速度大小由盒的半径决定。,结论：,