最新带电粒子在复合场中运动的实际应用PPT课件.ppt

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1、带电粒子在复合场中运动的实际带电粒子在复合场中运动的实际应用应用n应用一：速度选择器应用一：速度选择器1、由一个正交的匀强、由一个正交的匀强电场和匀强磁场构成电场和匀强磁场构成2、带电粒子必须以一、带电粒子必须以一个唯一确定的速度个唯一确定的速度（大小和方向）才能（大小和方向）才能通过速度选择器，否通过速度选择器，否则将发生偏转。则将发生偏转。演示演示演示演示 vn n应用三：质谱仪应用三：质谱仪应用三：质谱仪应用三：质谱仪 n n具有相同核电荷数而不同质量数的原子互称同位素，质谱具有相同核电荷数而不同质量数的原子互称同位素，质谱具有相同核电荷数而不同质量数的原子互称同位素，质谱具有相同核电荷

2、数而不同质量数的原子互称同位素，质谱仪是分离各种元素的同位素并测量它们质量的仪器，它由仪是分离各种元素的同位素并测量它们质量的仪器，它由仪是分离各种元素的同位素并测量它们质量的仪器，它由仪是分离各种元素的同位素并测量它们质量的仪器，它由静电加速器、速度选择器、偏转磁场、显示屏等组成，它静电加速器、速度选择器、偏转磁场、显示屏等组成，它静电加速器、速度选择器、偏转磁场、显示屏等组成，它静电加速器、速度选择器、偏转磁场、显示屏等组成，它的结构原理如图所示。的结构原理如图所示。的结构原理如图所示。的结构原理如图所示。演示演示演示演示练习：练习：如图为质谱仪的原理图，加速器的电如图为质谱仪的原理图，加

3、速器的电 压为压为U1，选择器的磁感应强度为，选择器的磁感应强度为B1，板间距离为板间距离为d，分离器的磁感应强度，分离器的磁感应强度 为为B2，有一质量为，有一质量为m，带电量为，带电量为e的的 正电子，经加速后该粒子恰好能通过正电子，经加速后该粒子恰好能通过 速度选择器，进入分离器后做匀速圆速度选择器，进入分离器后做匀速圆 周运动。求：周运动。求：（1）粒子的速度为多少？）粒子的速度为多少？（2）速度选择器的电压）速度选择器的电压 U2为多少？为多少？（3）粒子在）粒子在B2中做圆周中做圆周 运动的半径为多少？运动的半径为多少？（1）加速电场）加速电场(2)速度选择器速度选择器（3）匀速圆

4、周）匀速圆周解析：解析：根据题意可知根据题意可知n应用四：回旋加速器应用四：回旋加速器n由两个由两个由两个由两个DD形盒构成，两形盒构成，两形盒构成，两形盒构成，两DD形盒的缝隙处接交形盒的缝隙处接交形盒的缝隙处接交形盒的缝隙处接交 流电源，两流电源，两流电源，两流电源，两DD形盒空间加垂直的匀强磁场。形盒空间加垂直的匀强磁场。形盒空间加垂直的匀强磁场。形盒空间加垂直的匀强磁场。演示演示演示演示n有关回旋加速器的几个特征量：有关回旋加速器的几个特征量：n1.周期和频率：周期和频率：可根据粒子的质量和电量调整磁感应强度和交流电可根据粒子的质量和电量调整磁感应强度和交流电压的频率使压的频率使 或或

5、T圆周圆周=T交变交变n2.最大速度：最大速度：当当B、m、q一定时，粒子能获得的最一定时，粒子能获得的最大速度决定于盒半径。大速度决定于盒半径。因为因为R最大最大=R盒盒所以所以 n可见粒子获得的最大动能由磁感应强度可见粒子获得的最大动能由磁感应强度B与与 D形盒半径形盒半径R决定，与加速电压无关决定，与加速电压无关.f 圆周圆周=f 交变交变 练习练习1：关于回旋加速器中电场和磁场的作用的关于回旋加速器中电场和磁场的作用的叙述，正确的是叙述，正确的是()A、电场和磁场都对带电粒子起加速作用、电场和磁场都对带电粒子起加速作用 B、电场和磁场是交替地对带电粒子做功的、电场和磁场是交替地对带电粒

6、子做功的 C、只有电场能对带电粒子起加速作用、只有电场能对带电粒子起加速作用 D、磁场的作用是使带电粒子在、磁场的作用是使带电粒子在D形盒中做匀速形盒中做匀速 圆周运动圆周运动CD练习练习2：一回旋加速器，在外加磁场一定时，一回旋加速器，在外加磁场一定时，可把质子（可把质子（）加速到使它获得最大动能为）加速到使它获得最大动能为EK，若用这一加速器加速，若用这一加速器加速粒子。求：粒子。求：(1)加速加速 粒子的交流电频率与加速质子的交粒子的交流电频率与加速质子的交流电频率之比为多少？流电频率之比为多少？(2)能把能把粒子（粒子（）加速到的最大速度为）加速到的最大速度为 质子的多少倍？质子的多少倍？(3)能使能使粒子获得的最大动能为多少？粒子获得的最大动能为多少？f 圆周圆周=f 交变交变分析分析:（1）（2）（3）