质谱仪与回旋加速器+导学案 高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第二册.docx
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1、题目1.4质谱仪与回旋加速器课型新授课日期2023.10学习目标1.知道质谱仪、回旋加速器的基本构造、原理及用途。2.会利用圆周运动知识和功能关系分析质谱仪和回旋加速器的工作进程。3.通过理论分析与推导,增强逻辑推理能力。基础知识一、质谱仪1原理图:如图所示。2电离室:使中性气体电离,产生带电粒子3.加速:带电粒子进入质谱仪的加速电场,由动能定理得 。4速度选择器:只有满足 即 的粒子才能通过速度选择器。5.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 。6结论:粒子的偏转距离x ,可算出粒子的质量m = 或比荷 = 。二、回旋加速器1构造图:如图所示。2核心部件:两个
2、金属 。3原理:A处粒子源产生带点粒子。在两个D形盒之间的狭缝区域存在周期性变化的并垂直于两D形盒正对截面的匀强电场,带电粒子被加速。在两盒高频交流电源的周期与带电粒子在D形盒中的运动周期 ,粒子每经过一次加速,其轨道半径就大一些,粒子做圆周运动的周期 。4最大动能:由qvB和Ekmv2得Ek (R为D形盒的半径),即粒子在回旋加速器中获得的最大动能与 、 、 、 有关,与 无关。5回旋、加速的次数粒子每加速一次动能增加 ,故加速的次数n,回旋的次数为。6粒子的运动时间粒子的运动时间由加速次数n或回旋的次数决定,在磁场中的回旋时间t1T;在电场中的加速时间t2或t2,其中a。在回旋加速器中运动
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