63带电粒子在匀强磁场中的运动

1、带电粒子在均匀磁场中的运动2、磁聚焦3、带电粒子在非均匀磁场中的运动带电粒子在磁场中的运动难点重点复习：洛仑兹力定义：磁场对运动电荷的作用力特点：F始终与运动电荷的速度垂直，只改变方向，不改变大小.不对做功.vqvv大小：sinqvBF（为v与B的夹角）方向：满足右手螺旋定则垂直于v和B决定的平面一、带电粒子在匀强磁场中的运动一个电量为+q、速度为v的粒子在磁感应强度为B的均匀磁场中运动。分三种情形来讨论：带电粒子以速度V做匀速直线运动(1)粒子的初速度V与B平行sinqvBF此时=0或180。，据qBv0FqBvF（2）粒子的初速度V垂直于BsinqvBF此时=90。，据qvBF洛仑兹力方向与速度方向垂直。（2）粒子的初速度V垂直于B带电粒子在垂直于磁场的平面内匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力。F洛=F向注：R与v成正比，而与B成反比（2）粒子的初速度V垂直BRvmqvB2qBmvR轨道半径注：周期与运动速率、半径无关qBmqBvmvvRT222（2）粒子的初速度V垂直于B粒子在轨道上环绕一周所需的时间（即回旋周期）为：（3）v与B间有任意夹角qvBv分解为垂直于磁场的分量和平行于磁场的分量：v=vsin,v//=vcos//vvv（3）v与B间有任意夹角两个分运动同时存在，粒子将沿磁场的方向作螺旋线运动。hqvv//vBR粒子旋转半径qBmVR一周期内粒子沿磁场方向移动的距离为螺距。qBmvTvh////2螺距h与v无关。无论带电粒子以多大速率沿何种方向进入磁场，只要平行磁场的速度分量v//相同，则运动轨迹的螺距就一定相等。（3）v与B间有任意夹角hqvv//vBR磁聚焦如果在均匀磁场中某点A引入一发散角很小的带电粒子束，并且其中粒子的速度大致相同，那么这些粒子沿磁场方向分速度的大小就几乎一样，因而它们的轨道有几乎相同的螺距，这样，经过一个回旋周期后，这些粒子将重新会聚穿过另一点A’,这种发散粒子束会聚到一点的现象叫磁聚焦。磁聚焦分析磁聚焦现象带电粒子作不同半径的螺旋线运动，螺距h近似相等，带电粒子经过距离h又重新汇集——磁聚焦。hBBvvvvvvvcossin//均匀磁场，且很小：qBmvTvh2//v//v磁透镜电子显微镜开创物质微观结构研究的新纪元。普通光学显微镜通常能将物体放大至2000倍，电子显微镜的放大倍数可达三百万倍。磁聚焦RvB二、带电粒子在非均匀磁场中的运动mF轴f向f0h,h,BqBmvTvh////2强度逐渐增加能使粒子发生“反射”的这种磁场分布叫做磁镜。（也是螺旋运动，R、h都在变化）这种中间弱两端强，能约束带电粒子的磁场分布叫磁瓶。II用于高温等离子磁约束磁瓶磁约束：[例]受控热核聚变R,B横向：在强磁场中可以将离子约束在小范围,脱离器壁。qBmvR磁约束：用磁场将高温等离子体约束在一定空间区域。vFBRo4000km地磁场内的范艾仑辐射带8OOkm60000km地磁场是一个天然的磁约束捕集器，俘获宇宙射线中带电粒子形成内、外两层范艾伦辐射带地磁场的磁约束现象极光在地磁两极附近由于磁感线与地面垂直，由外层空间入射的带电粒子可直射到高空大气层内，它们和空气分子的碰撞产生的辐射就形成了绚丽多彩的极光。1、带电粒子在均匀磁场中的运动课堂小结2、磁聚焦3、带电粒子在非均匀磁场中的运动（磁约束）课后思考？1.如果一个电子在通过空间某一区域时没有发生偏转，能否肯定这各区域中没有磁场？2.如果发生偏转能否肯定那个区域中一定存在磁场？结束