内容正文:
第一章 静电场
第9节 带电粒子在电场中的运动
一、带电粒子在电场中运动时是否考虑重力
1.基本粒子:如电子、质子、离子、α粒子等在没有明确指出或暗示的情况下重力一般忽略不计。
2.带电颗粒:如油滴、液滴、尘埃、带电小球等在没有明确指出或暗示的情况下重力一般不能忽略。
二、带电粒子在电场中的加速运动
带电粒子沿与电场线平行的方向进入电场,带电粒子将做 运动。有两种分析方法:用动力学的观点分析, , , 。
用功能的观点分析:粒子只受电场力作用,电场力做的功等于物体动能的变化, 。
三、带电粒子在匀强电场中的偏转
1.研究条件:带电粒子 电场的方向进入匀强电场。
2.处理方法:类似于平抛运动,应用运动的 解题。
(1)沿初速度的方向做 。
(2)沿电场力的方向,做 。
结论:
结论:(1)粒子以一定的速度v0垂直射入偏转电场。粒子从偏转电场中射出时,就像是从极板间的处沿直线射出的。
(2)经过相同的加速电场,又经过相同的偏转电场的带电粒子,其运动轨迹重合,与粒子的带电荷量和质量无关。
四、带电粒子在电场中运动的实际应用——示波管
1.构造及功能(如图所示)
(1)电子枪:发射并加速电子。
(2)偏转电极Y、Y′:使电子束 (加信号电压);偏转电极X、X′:使电子束水平偏转(加 )。
2.工作原理
偏转电极X、X′和Y、Y′不加电压,电子打到屏幕的 ;若只在X、X′之间加电压,只在 方向偏转;若只在Y、Y′之间加电压,只在 方向偏转;若X、X′加扫描电压,Y、Y′加信号电压,屏上会出现随信号而变化的图象。
加(减)速
垂直于 合成与分解 匀速直线运动 匀加速直线运动
竖直偏转 扫描电压 中心 X Y
一、带电粒子在交变电场中的运动
1.带电粒子在交变电场中的运动,通常只讨论电压的大小不变、方向做周期性变化(如方波)且不计粒子重力的情形。在两个相互平行的金属板间加交变电压时,在两板间便可获得交变电场。此类电场从空间看是匀强的,即同一时刻,电场中各个位置的电场强度的大小、方向都相同;从时间看是变化的,即电场强度的大小、方向都随时间变化。
(1)当粒子平行于电场方向射入时,粒子做直线运动,其初速度