最新带电粒子在匀强磁场中的运动一PPT课件.ppt

带电粒子在匀强磁场中的运带电粒子在匀强磁场中的运动一动一一、运动电荷在磁场中的运动规律那么如何使交变电压的频率恰好等于粒子在磁场中作交变电压的频率恰好等于粒子在磁场中作圆周运动的频率圆周运动的频率就是回旋加速器要解决的主要问题运动的带电粒子在磁场中所受的洛仑兹力为：F=Bqv带电粒子做圆周运动的向心力为：F=mv2/R将两式联立得：mv2/R=Bqv R=mv/Bq则粒子做圆周运动的周期为：T=2R/v T=2m/Bq 由此可见，粒子运动的周期与其速度、半径是无关的，我们只要每隔半个周期调整两极板间的电压方向，就可以实现对带电粒子的不断加速。这也是为什么要使用交流电的原因。.工作原理工作原理交变电压的周期带电粒子在磁场中运动的周期交变电压的周期带电粒子在磁场中运动的周期 T T2m/Bq.2m/Bq.设粒子被引出设粒子被引出D D形盒前最后半周的轨道半径为形盒前最后半周的轨道半径为R R，则带电粒子从加速器飞出时的速度为则带电粒子从加速器飞出时的速度为Vmax=BqR/m.Vmax=BqR/m.引出速度只与磁感强度和引出速度只与磁感强度和D D形盒半径有关，与加速形盒半径有关，与加速电压无关。因为加速电压只影响带电粒子加速的总次电压无关。因为加速电压只影响带电粒子加速的总次数。数。不过根据狭义相对论原理，粒子的质量随速度的增大而增大，如果加于D形盒两极的交变电场频率不变的话，粒子由于每次迟到一点而不能保证总被加速。上述回旋加速的理论就不再适用了。对于同样的动能，质量愈小的粒子速率愈大，相对论效应也愈显著。因此回旋加速器更适用于加速较重的粒子，但其速率始终不能无限制的提高。三、质谱仪三、质谱仪.电电场场和和磁磁场场都都能能对对带带电电粒粒子子施施加加影影响响，电电场场既既能能使使带带电电粒粒子子加加速速，又又能能使使带带电电粒粒子子偏偏转转；磁磁场场虽虽不不能能使使带带电电粒粒子子速速率率变变化化，但但能能使使带带电电粒粒子子发发生生偏转偏转.质质谱谱仪仪：利利用用磁磁场场对对带带电电粒粒子子的的偏偏转转，由由带带电电粒粒子子的的电电荷荷量量，轨轨道道半半径径确确定定其其质质量量的的仪仪器器，叫叫做做质谱仪质谱仪3.3.质谱仪的构造质谱仪的构造带电粒子注入器带电粒子注入器加速电场（加速电场（U U）速度选择器速度选择器（E,BE,B1 1）偏转磁场（偏转磁场（B B2 2）照相底片照相底片4.4.质谱仪工作原理质谱仪工作原理结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！15