第1章 4 质谱仪与回旋加速器-【优化探究】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册同步导学案配套PPT课件（人教版，江苏）

人教物理选择性必修第二册 返回导航 上页下页 4 质谱仪与回旋加速器 人教物理选择性必修第二册 返回导航 上页 下页 学习目标要求 核心素养和关键能力 1.知道质谱仪、回旋加速器的基本 1.核心素养 构造、原理及用途。 建立电场加速和磁场偏转的 2会利用圆周运动知识和功能关系 组合场运动模型。 分析质谱仪和回旋加速器的工作进 2.关键能力 程。 物理建模能力和分析推理能 3.会利用相关规律解决质谱仪、回 力。 旋加速器问题。 人教物理选择性必修第二册 返回导航 上页 下页 必备知识自主学习 关键能力合作探究 课堂检测巩固演练 课时作业素养达标 人教物理选择性必修第二册 返回导航 上页下页 必备知识 自主学习 一 质谱仪 1.构造：如图所示。 A 7674737270 入 'S, 人教物理选择性必修第二册 返回导航 上页 下页 2.加速 带电粒子进入质谱仪的加速电场，由动能定理得 Uq-gmu. ① 3.偏转 带电粒子进入质谱仪的偏转磁场做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力 2 qvB 人教物理选择性必修第二册 返回导航 上页 下页 4.由①②两式可以求出粒子的运动半径“、质量m、比荷4等。其中由 2mU 可知电荷量相同时，半径将随质量变化。 5.质谱仪的应用 可以测定带电粒子的 质量 和分离同位素 人教物理选择性必修第二册 返回导航 上页 下页 二回旋加速器 1.工作原理 如图所示，D1和D2是两个中空的半圆金属盒，它们 之间有一定的电势差U。A处的粒子源产生的带电粒 子，在两盒之间被电场加速。D1、D2处于与盒面垂 U 直的勻强磁场B中，粒子在磁场中做匀速圆周运动。 接交流电源 经半个圆周（半个周期）后，当粒子再次到达两盒间的缝隙时，这时控制 两盒间的电势差，使其恰好改变正负，于是粒子在盒缝间再次被加速。 如果粒子每次通过盒间缝隙均能被加速，粒子速度就能够增加到很大。 人教物理选择性必修第二册 返回导航 上页 下页 2.周期 粒子每经过一次加速，其轨道半径就增大一些，但粒子绕圆周运动的周 期 不变 3,最大动能 42B2 由gpB0W和E2w2得】 2m 人教物理选择性必修第二册 返回导航 上页下页 自主评价 1.判断正误 (1)利用质谱仪可以测得带电粒子的此荷。（√) (2)回旋加速器工作时，电场必须是周期性变化的。（√) (3)回旋加速器中，磁场的作用是改变粒子速度的方向，便于多次加 速。（√） 人教物理选择性必修第二册 返回导航 上页 下页 2.带电粒子在回旋加速器中的旋转周期与粒子的速率和半径无关，而 高频电源的周期与粒子的旋转周期应 相等方能实现回旋加速。 粒子每经过一次加速，其轨道半径就 增大粒子绕圆周运动的周 期 不变