磁场对运动电荷的作用—洛伦兹力(修改)课件.ppt

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1、,3.4 磁场对运动电荷的作用洛伦兹力,演示实验:带点粒子在磁场中的偏转,运动电荷在磁场中受到的磁场力，叫洛伦兹力,应用：1、电视机的显像管 2、地磁场对宇宙射线的偏转,背景：安培力,磁场对通电导体有力的作用（即安培力）,I,F,安培力容易测出，那么能否从安培力得出洛伦兹力呢？,背景:电流的形成,导体中的电流是由电荷的定向移动形成的。,i,i,i,i,i,i,i,i,i,i,i,i,i,i,I,I,原来：,导体中的电流是由电荷的定向移动形成的,从作洛仑兹力的多个电荷的图,然后一合,成为安培力,引进二者的比较,i,i,i,I=nqvs,磁场对通电导体有力的作用,I,F=ILB=nqvsLB,i,

2、i,i,f,f,f,F=NF洛,磁场对通电导体的安培力是作用在运动电荷上的洛伦兹力的宏观表现,L长导体中有N个带电粒子,洛仑兹力-磁场对运动电荷的作用力,洛仑兹力,方向:左手定则,大小:F洛=qVB(V、B垂直时）,补充说明:带电粒子的电流方向规定1.正电荷定向移动2.负电荷定向移动,V/B时，F洛=0：匀速直线运动,练习：课本P97第1题,粒子运动方向与磁场有一夹角（大于0度小于90度）轨迹为螺线,1、圆周运动的半径,2、圆周运动的周期,发现：周期与速度、半径无关,垂直进入磁场中的带电粒子只受洛伦兹力作用，运动轨迹如何？,练：P97 3、4题,带电粒子在磁场中运动情况研究,1、找圆心：方法2

3、、定半径：3、确定运动时间：,注意：用弧度表示,例：垂直纸面向外的匀强磁场仅限于宽度为d的条形区域内，磁感应强度为B一个质量为m、电量为q的粒子以一定的速度垂直于磁场边界方向从点垂直飞入磁场 区，如图所示，当它飞 离磁场区时，运动方向 偏转角试求粒子的 运动速度v以及在磁场中 运动的时间t,应用,利用磁场控制带电粒子运动P99,调节B和V0的大小来控制粒子的偏转角度,特点：只改运动方向，不改变速度大小,（二）、荷质比的测定、质谱仪,1.荷质比的概念：带电粒子的电荷与质量之比。它是带电粒子的基本参量。,2.测定荷质比的装置：,A：电离室:S1S2：加速电场 S2S3：速度选择器,B2：匀强磁场,

4、D：照相底片,3.测定荷质比的装置质谱仪（阿斯顿发明的）。,洛伦兹力的应用（质谱仪）,B2,B1,讨论与交流,1、在S1、S2之间粒子作什么运动？2、粒子经S2进入并能从S3穿出，则在这之间作什么运动？3、粒子在S2、S3之间受到几个力？（重力不计）4、作匀速直线运动的条件是什么？5、通过分析则进入B2区的粒子的速度的大小,S2、S3间：qE=qVB1,式中的E、B1、B2和L都可以预先设定或实验测定，则带电粒子的荷质比也就测出来了,回旋加速器,高能物理研究重要装置,高能物理研究重要装置,加速器,应用实例:,高能物理研究重要装置,加速器,应用实例流程图:,低速轻核,高速轻核,钴核,中子,新核,

5、重核,肿瘤,汽化,镍核,加速类型及原理演示,直线加速PLAY,回旋加速PLAY,U,U,U,U,U,U,物理仿真实验室-动画演示,回旋加速器,背景材料,北京正负电子对撞机国家实验室,BEPC National Laboratory,加速器中心,背景材料,北京正负电子对撞机国家实验室,BEPC National Laboratory,学科方向 粒子加速器是一门多专业的综合性学科，它涉及到加速器物理和许多高技术领域，其中包括射频、电磁场、电源、超高真空、精密机械、电子学、计算机及网络、自动控制、束流诊断、辐射防护、低温超导，等等。,加速器中心,学科方向 粒子加速器不仅是进行高能物理、原子物理、生命

6、科学、材料科学等多种基础科学研究的重要实验装置，而且在工农业生产、医疗、辐照和国防建设等方面也有广泛的应用前景。BEPC/BES的成功建造和取得的物理成果，使中国成为世界上重要的高能物理实验基地之一，在国际高能物理学界占有了一席之地。到目前为止，BEPC对撞亮度在-粲能区仍居世界领先地位。BEPC成功地用于同步辐射的实验研究，使高能所成为我国重要的同步辐射实验基地之一。,背景材料,北京正负电子对撞机国家实验室,BEPC National Laboratory,加速器中心,学科方向 由于BEPC成功建造和长期稳定运行，使高能所成为我国最有影响的加速器科学和技术的研究基地，培养和锻炼了一支加速器科

7、技队伍，具备了开展加速器理论和技术研究所需要的基本计算和实验条件和设备，为今后加速器技术的发展打下了良好的基础。,背景材料,北京正负电子对撞机国家实验室,BEPC National Laboratory,加速器中心,学科方向,背景材料,北京正负电子对撞机国家实验室,BEPC National Laboratory,加速器中心,1.BEPC的稳定运行和性能提高2.BEPC的发展-BEPC23.基于电子直线加速器的研究项目4.国内、外加速器工程项目的合作5.加速器技术开发,背景材料,北京正负电子对撞机国家实验室,BEPC National Laboratory,正负电子对撞机装置(BEPC),背景

8、材料,北京正负电子对撞机国家实验室,BEPC National Laboratory,正负电子对撞机装置(BEPC),背景材料,北京正负电子对撞机国家实验室,BEPC National Laboratory,北京正负电子对撞机总控制中心,正负电子对撞机装置(BEPC),背景材料,北京正负电子对撞机国家实验室,BEPC National Laboratory,正负电子对撞机装置(BEPC),1.1-1.4 GeV 注入器产生并加速正负电子的电子直线加速器,背景材料,北京正负电子对撞机国家实验室,BEPC National Laboratory,正电子源,正负电子对撞机装置(BEPC),背景材料,北京正负电子对撞机国家实验室,BEPC National Laboratory,正负电子对撞机装置(BEPC),欲进一步了解相关内容可登陆下面网站:,复习课,本章主要内容系统网络,本章重点内容,本章重点问题与题型,课外作业,物理群芳堂,富兰克林,库仑,奥斯特,法拉第,安培,洛仑兹,