3.6 洛伦兹力与现代技术—粤教版高中物理选修3-1课件

3.6 洛伦兹力与现代技术 洛伦兹力的方向和大小 洛伦兹力与粒子运动方向、磁感应强度方向的关系 F=qvBsin θ F=qvB 复习 V与B垂直 V与B不垂直 抽去空气充适量的氢气 洛伦兹力演示仪简化图 玻璃球 阴极射线管 阳极 研究带电粒子的运动 - + - + 无磁场时电子束的轨迹 有磁场时电子束的轨迹 1）圆周运动的半径 2）圆周运动的周期 一、带电粒子在匀强磁场中的运动 关于洛仑兹力的讨论： 1.洛伦兹力的方向垂直于v和B组成的平面。f⊥v。 2.洛伦兹力对电荷不做功 3.洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小。 【结论】 洛伦兹力对电荷只起向心力的作用，故只在洛伦兹力的作用下，电荷将作匀速圆周运动。 * 质谱仪的工作原理 自然界中有一些原子序数相同、质量不同的原子,具有相同的化学性质。我们用什么方法才能对它加以区分呢？ 质谱仪 * 质谱仪的结构 加速区 qU1＝mv2/2 U1 速度选择区 U2 v=E/B1 偏转质谱区 qvB1＞qE qvB1＜qE qvB1＝qE ∴v=E/B1 r＝ mv qB2 ＝ q m E B1B2r 由式子可知，电荷量相同而质量数不同的粒子通过狭缝S0之后，将沿着不同的半径作圆周运动，打到相片底端不同的位置，在底片上形成若干谱线状的细线，叫质谱线 ＝ q m E B1B2r 阿斯顿 回旋加速器 加速器是使带电粒子获得高能量的装置。它不但是科学家探索微观奥秘的有力工具，而且在工业、农业医学等行业中得到了越来越广泛的应用 劳伦斯 加速器结构原理图 可知 （1）随着速度不断的增大，r将增大，但T不变 （2）为了使粒子每此经过两D型盒的间隙时，恰能受到电场力作用而被加速，电源频率就应等于离子作圆周运动的频率 （3）假如回旋加速器最大半径为R，则由半径公式可得 V最大＝RqB/m r＝ mv qB 2πm T＝ qB 由公式 1.加速电场的周期与带电粒子在D型盒中圆周运动周期相等。 2.设D型盒最大半径R，则回旋加速器所能达到的最大动能为： * 小结： （2）质谱仪的工作原理 （3）回旋加速器的利用对粒子的周期性回转实现加速 r＝ mv qB 2πm T＝ qB （1）带电粒子的初速度方向与磁感线方向垂直时，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，且 ＝ q m E B1B2r 1 ．电子以速度V，垂直