2022-2023学年高二物理竞赛课件：带电粒子荷质比的测定

带电粒子荷质比的测定 带电粒子荷质比的测定 K A C S O 磁聚焦法 磁约束 在非均匀磁场中 粒子向磁场较强的方向运动 ∴随着B↑，R↓ 同时，粒子受一较弱的洛仑兹力的反向分力，阻止粒子向B增大的方向运动，使其速度逐渐减小为零，迫使粒子掉头反向运动。 例1、在顶点为45°的一个区域内，有磁感应强度为 方向垂直向内的均匀磁场，如图。今有一电子在底边距顶点 为 的地方以垂直底边的速度 射入磁场区。为使电子不从上边界跑出，问电子的速度最大不应超过多少？ 解： ∴ 粒子作圆周运动 B为圆心 若不从上边界跑出须有 带电粒子在电场和磁场中的运动 解： q2所受的磁力是由运动电荷q1所产生的磁场给予的 q1所产生的磁场 q2所受的磁力 方向如图 例2、如图，电量分别为q1、q2的两个正电荷，某时刻分别以速度 、 （ 、 的方向互相垂直）运动，求电量为q2的点电荷该时刻所受的磁力。 - 磁聚焦 磁聚焦示意图 尽管在P点电子束中电子的速度各不相同,但它们沿磁场方向的分速大小一样，所以周期相同，经过一个回旋周期后,都又会重聚于同一点P′。这种现象就是磁聚焦。它已广泛地应用于电真空器件中,特别是电子显微镜中。 编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 速度选择器 ~ 原理：回旋共振频率不变 回旋加速器 初始时D2处于高压区，q粒子受电场力后以 进入D1内做圆周运动。 缝隙间的电场恰好相反，粒子通过缝隙时又被加速，以较大的 进入D2内做圆周运动。 经过 后，粒子又回到缝隙处，若此期间 注意：虽然 但绕过半个圆周所用时间 是一样的 若D形盒半径为R，则粒子最终速度 所获动能为： 当 可与光速比较时 粒子回旋周期 离子经过速度选择器后 离子在磁场 B2 中： 质谱仪 + + + + + + + + + + + + q<0 + + + + + + + + + + + + 总结 (1) q>0时，RH>0, (2) q<0时，RH<0, $