1.4质谱仪与回旋加速器—【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第二册同步课件

1.4质谱仪与速度选择器 正交的匀强电场和匀强磁场 运动电荷v⊥电场E、⊥磁场B v 当粒子v=E/B时，粒子从中心孔射出 与粒子的电性及电量无关 qBv =qE 一.速度选择器 一.速度选择器 汤姆孙和他的学生阿斯顿 二.质普仪 U E B1 B2 L 二.质普仪 5 1.回旋加速器的构造： （1）粒子源 （2）两个D形盒 （3）匀强磁场 （4）交变电场 说明：两D形盒中有匀强磁场无电 场，盒间缝隙有交变电场 三.回旋加速器 6 2.回旋加速器的原理： 三.回旋加速器 7 ~ 电场 →加速 磁场 →偏转 获得高能粒子 三.回旋加速器 思考1： 交变电场的周期多大呢？ 高频电场的变化周期为 每过 电场换一次 方向带电粒子被加速一次 三.回旋加速器 9 最大动能与加速电压无关，由盒的半径和磁感应强度决定 思考2：如何提高回旋加速器的加速性能呢？ 三.回旋加速器 10 回旋加速器加速的带电粒子，能量达到 25 〜 30 MeV后，很难再加速了。原因是，按照狭义相对论，粒子的质量随着速度增加而增大，而质量的变化会导致其回转周期的变化，从而破坏了与电场变化周期的同步。 回旋加速器的局限性 同步回旋加速器 同步回旋加速器（synchrocyclotron）是为克服经典回旋加速器的极限能量的限制而发展起来的回旋式加速器。又称稳相加速器或调频回旋加速器。它与经典回旋加速器的主要区别在于采用了调频技术，使粒子被加速过程中，加速电场的频率随粒子的回旋频率同步下降，以保持谐振加速条件，从而突破了经典回旋加速器中相对论性质量增加对提高能量的限制 500Gev—1000Gev 科学与技术在相互作用中发展进步 在电磁场的共同作用下 UAB =Ed=Bdv时达平衡，离子不再偏转 对外供电时UAB =Bdv时达动态平衡 A B R 四.磁流体发电机 四.磁流体发电机 选择性必修二P11 磁流体发电机 四.磁流体发电机 原理：一圆形导管直径为d，用非磁性材料制成，其中有可以导电的液体向左流动. 五.电磁流量计 霍尔效应 1879年霍尔发现，把一载流导体放在磁场中，如果磁场方向与电流方向垂直，则在与磁场和电流二者垂直的方向上出现横向电势差，这一现象称之为霍耳效应。 稳定时： 设电流强度为I，电荷定向移动速度为V，上下两侧电压为U B I + + + + + + + + L d U ) 1 ( U L BLv L U Bv = = Ee Bev = 六.霍尔效应 又 （n为单位体积自由电荷数） (2)式代入(1)式 (k为霍耳系数） B I + + + + + + + + L d U 六.霍尔效应 Lavf57.58.101 $$