10-3洛伦兹力与带电粒子在磁场中的运动.

一、洛仑兹力××××××××××××××××××××××××××××××Bfvq10-3洛仑兹力与带电粒子在磁场中的运动BqfBqfvxyzo+qvBfsinBqfvB二、带电粒子在均匀磁场中运动平行或反平行与Bv)1(带电粒子沿着磁感应线做匀速直线运动RmBq2vvqBmRvqBmRTπ2π2vmqBTπ21Bv（2）环绕着磁感应线做匀速圆周运动与不垂直Bv（3）vvv//θcosvv//θsinvvqBmRvsinqBmTπ2)/π2(cosqBmhvTv//螺距1.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.0vB应用电子光学,电子显微镜等.三、带电粒子在磁场中运动的应用电子显微镜中的磁聚焦2.电子的反粒子电子偶显示正电子存在的云室照片及其摹描图铝板正电子电子B1930年狄拉克预言自然界存在正电子3.质谱仪BqBmEqBRmv7072737476锗的质谱...................................................................1p2p+-2s3s1s速度选择器照相底片质谱仪的示意图BqEBqvBEBEBRBEmq4.回旋加速器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年劳伦斯获诺贝尔物理学奖.mqBfπ2mqBR0v2k21vmE频率与半径无关到半圆盒边缘时mRBqE22022k回旋加速器原理图NSB2D1DO~N振荡器我国于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.4.霍耳效应BqqEdHvBEdHvBbUdHvnqdIBUHnqR1H霍耳系数dBIbHUdIBRUHH霍耳电压+qdv+++++-----eFmFbdqndvSqnIdvI++++---P型半导体+-HUBmFdv霍耳效应的应用（2）测量磁场dIBRUHH霍耳电压（1）判断半导体的类型mF+++---N型半导体HU-BI+-dv2HnehR),2,1(n量子霍尔效应（1980年）051015200300400100T/BmV/HU2n3n4nIURHH霍耳电阻四、带电粒子在非均匀磁场中运动（1）会聚磁场中作螺旋运动的带正电的粒子掉向返转（2）磁约束装置（3）非均匀磁场的应用：范•艾仑(VanAllen)辐射带例、两个带电粒子的质量之比为1:6，电量之比为1:2，现以相同的速度垂直于磁场方向飞入同一均匀磁场，则它们所受的洛仑兹力之比为_________；它们各自每秒钟完成圆周运动的次数之比为_____。例、质量为m的质子以速度飞入一磁感应强度为B的均匀磁场，其速度方向与磁场方向的夹角为，求：（1）质子做螺旋运动的半径；（2）螺距；（3）旋转频率。2:11:3qBmRsinqBmhcos2mqBTf21例、如图所示的测量离子质量的装置，粒子源S产生一质量为m、电量为＋q的离子，离子从离子源出来时速度很小，可近似认为是静止的。离子经过电势差U加速后，进入磁感应强度为B的均匀磁场，在此磁场中，离子运动半个圆周后打在距离出口缝隙为L的底片上并予以记录，试证明该离子的质量为：m=B2qL2/(8U)SUBPL例、一个顶角为30o的扇形区域内有一垂直于纸面向内的均匀磁场B，一质量为m、电量为+q的粒子，从区域的一边界上距离顶点为L的地方以速率＝LqB/(2m)垂直于边界射入磁场，如图所示，则粒子从另一边界射出磁场的点与顶点的距离为___________；粒子射出的方向与该边界的夹角为_____________。30o×××××××××BL30o×××××××××BL2LqBmR300600