质谱仪与回旋加速器第二课时课件--高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册.pptx

回旋加速器学习目标1.了解回旋加速器的构造和原理2.理解粒子的回旋周期与加速电场的变化周期的关系 科学家在探索物质的微观结构时，通常需要用很高能量的带电粒子去轰击各种原子核，如何获得高能量的粒子呢？ 导入问题1.回旋加速器利用什么来对粒子加速？是什么使粒子改变运动方向？问题2.带电粒子在匀强磁场中的运动周期与速度有关吗？自学检测1. 回旋加速器的发明1932 年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器，实现了在较小的空间范围内对带电粒子进行多级加速。2. 回旋加速器的工作原理两个 D 形盒和其间的窄缝若D型盒半径为R，交变电压为U，磁感应强度B，粒子质量、电荷量为m,q1.求粒子的最大动能2.求被加速的次数n3.被加速n次，求在磁场中运动的总时间t思考与讨论因为两个D形盒之间的窄缝很小，所以带电粒子在电场中的加速时间可以忽略不计。粒子在电场中的时间可忽略交变电压的周期1.缝隙间接恒定电压是否可以？2.交变电压多久改变一次方向？3.尝试画出U-t图像4.加速电场的变化周期与粒子回旋周期之间的关系思考与讨论 例例1.（多选）1932年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示，这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是( )A带电粒子由加速器的中心附近进入加速器B带电粒子由加速器的边缘进入加速器C电场使带电粒子加速，磁场使带电粒子旋转D离子从D形盒射出时的动能与加速电场的电压无关ACD 例例2.（多选）如图是医用回旋加速器示意图，其核心部分是两个D形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连。现分别加速氘核(H)和氦核(He)。下列说法中正确的是( ) A它们的最大速度相同B它们的最大动能相同C它们在D形盒中运动的周期相同D仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能AC例例3. (任务2)(多选)1930年劳伦斯制成世界上第一台回旋加速器,其原理如图所示。这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成,其间留有空隙,下列说法正确的是()。A.粒子从电场中获得能量B.粒子获得的最大速度与回旋加速器半径有关C.粒子获得的最大速度与回旋加速器内的电场有关D.回旋加速器中的电场和磁场交替对带电粒子做功ABAC1、回旋加速器的构造和加速原理2、粒子回旋的轨迹半径、最大动能、被加速的次数、在磁场中运动的总时间3、交变电压的周期和粒子旋转的周期之间的关系课堂小结固学案习题当堂训练