带电粒子在磁场中运动的动态圆讲稿.ppt

《带电粒子在磁场中运动的动态圆讲稿.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《带电粒子在磁场中运动的动态圆讲稿.ppt（14页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、关于带电粒子在磁场中运动的动态圆第一页，讲稿共十四页哦 轨迹圆与磁场边界圆轨迹圆与磁场边界圆半径相等半径相等时时,在边界圆在边界圆某点射入匀某点射入匀强磁场的所有带电粒子岀射速度方向强磁场的所有带电粒子岀射速度方向相同相同。第二页，讲稿共十四页哦Rrr 迁移与逆向、对称的物理思想！迁移与逆向、对称的物理思想！第三页，讲稿共十四页哦表述表述：磁发散：磁发散：带电粒子轨迹半径等于磁场边界圆半径时，从匀强磁场边界圆某点射入磁场的所有带电粒子岀射速度方向均平行于过该点的切线。磁聚焦：磁聚焦：带电粒子轨迹半径等于磁场边界圆半径时，速度相同的所有带电粒子射入圆形匀强磁场后都将会聚于磁场边界圆同一点，过这一

2、点的边界圆的切线与粒子入射速度方向相同。第四页，讲稿共十四页哦sabL L.第五页，讲稿共十四页哦P1P2NcmqBmvr16cmrrPP7.4330cos2021第六页，讲稿共十四页哦MNBO2RR2RMNO2RR2RMNO2R2R2RMNOR2R2RMNOD.A.B.C.第七页，讲稿共十四页哦2RR2RMNO第八页，讲稿共十四页哦两圆相交，在两交点上同一圆的两条切两圆相交，在两交点上同一圆的两条切线线ACAC和和BCBC如果相交，则一定交于两圆如果相交，则一定交于两圆心连线心连线OOOO的同一点的同一点C C。带电粒子在匀强磁场中仅受磁带电粒子在匀强磁场中仅受磁场力作用时做匀速圆周运动，场

3、力作用时做匀速圆周运动，因此，带电粒子在圆形匀强磁因此，带电粒子在圆形匀强磁场中的运动往往涉及粒子场中的运动往往涉及粒子轨迹轨迹圆圆与磁场与磁场边界圆边界圆的两圆相交问的两圆相交问题。题。OOABC3、岀入速度线岀入速度线CB、AC一定与一定与轨迹圆轨迹圆、边界圆边界圆两圆连心线两圆连心线OO三线共点三线共点第九页，讲稿共十四页哦4、最大偏角、最大偏角、最长运动时间、最长运动时间、边界圆边界圆最小面积最小面积 带电粒子轨迹带电粒子轨迹半径半径r一一定定,且轨迹半径且轨迹半径r大于边界圆半径大于边界圆半径R时时（如图）（如图），带电粒子带电粒子通过的弧长通过的弧长越长越长，对应的对应的偏转角越偏

4、转角越大大，运动时间越长运动时间越长。边界圆边界圆时，时，偏转角最大偏转角最大,时间时间最长最长。在在速度偏向角一定速度偏向角一定的条件下的条件下，以轨迹圆，以轨迹圆边界圆面积最小。边界圆面积最小。思考：若思考：若轨迹半径轨迹半径rR，最，最大偏角是多少？大偏角是多少？最长最长运动运动时间多少时间多少？什么时候偏角最大？什么时候偏角最大？baov0B第十页，讲稿共十四页哦如图，环状匀强磁场围成的中空区域内有自由运动的带电如图，环状匀强磁场围成的中空区域内有自由运动的带电粒子，但由于粒子，但由于，只要速度不很大，都不会穿出磁，只要速度不很大，都不会穿出磁场的外边缘。设环状磁场的内半径为场的外边缘

5、。设环状磁场的内半径为R1=0.5m，外半径为，外半径为 R2=1.0m，磁场的磁感应强度，磁场的磁感应强度 B=1.0T，若被缚的带电粒子的荷，若被缚的带电粒子的荷质比为质比为 q/m=4107C/kg，中空区域中带电粒子，中空区域中带电粒子 具有各个方向的速度。试计算：具有各个方向的速度。试计算：（1）粒子沿环状的半径方向）粒子沿环状的半径方向 射入磁场，不能穿越磁场的最射入磁场，不能穿越磁场的最 大速度。大速度。（2）所有粒子不能穿越磁）所有粒子不能穿越磁 场的最大速度。场的最大速度。Ovv（1）1.5107m/s，（2）1.0107m/s。第十一页，讲稿共十四页哦 解析：（1）要粒子沿

6、环状的半径方向射入磁场，不能穿越磁场，则粒子的临界轨迹必须要与外圆相切，轨迹如图所示。由图中知，解得 。由 得 。所以粒子沿环状的半径方向射 入磁场，不能穿越磁场的最大 速度为2122121rRRrm375.0r11211rvmBqv s/m105.1mBqrv711s/m105.1v71第十二页，讲稿共十四页哦（2）当粒子以的速度沿与内圆相切方向射入磁场且轨道与外圆相切时，则以速度沿各方向射入磁场区的粒子都不能穿出磁场边界，如图所示。由图中知 由 得 所以所有粒子不能穿越磁场 的最大速度 评注：评注：1.先根据题意，画出两种情况下带电粒子运动的轨先根据题意，画出两种情况下带电粒子运动的轨迹，然后确定轨迹的圆心，再利用几何关系求出临迹，然后确定轨迹的圆心，再利用几何关系求出临界半径，而临界半径就对应着最大速度。界半径，而临界半径就对应着最大速度。2.不能穿越磁场的最大速度就是能穿岀磁场的最小速不能穿越磁场的最大速度就是能穿岀磁场的最小速度。度。m25.02RRr1222222rvmBqv s/m100.1mBqrv722s/m100.1v72第十三页，讲稿共十四页哦感谢大家观看感谢大家观看第十四页，讲稿共十四页哦