(磁場(chǎng))現(xiàn)代五項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用課件

帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)—現(xiàn)代五項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用專題莆田二中高三物理組1帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)—現(xiàn)代五項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用專題莆田二中高三物現(xiàn)代五項(xiàng)技術(shù)

磁流體發(fā)電機(jī)

質(zhì)譜儀

電磁流量計(jì)

回旋加速器

速度選擇器2現(xiàn)代五項(xiàng)技術(shù)磁流體發(fā)電機(jī)質(zhì)譜儀電磁流量計(jì)回旋一.速度選擇器：功能是為了選擇某種速度的帶電粒子

1.原理：設(shè)一束質(zhì)量、電性、帶電量、速度均不同的粒子束（重力不計(jì)），從S1孔垂直磁場(chǎng)和電場(chǎng)方向進(jìn)入兩板間，同時(shí)受到電場(chǎng)力和洛倫茲力作用。要使粒子沿直線從S2飛出，須滿足：qvoB=qE即vo=E/B由此可見(jiàn)，盡管有一束速度不同的粒子從S1孔進(jìn)入，但能從S2孔飛出的粒子只有一種速度，而與粒子的質(zhì)量、電性、電量無(wú)關(guān)。3一.速度選擇器：功能是為了選擇某種速度的帶電粒子1.原理：2.特點(diǎn)：⑴如何保證F和f的方向始終相反

--將v、E、B三者中任意兩個(gè)量的方向同時(shí)改變，但不能同時(shí)改變?nèi)齻€(gè)或者其中任意一個(gè)的方向，否則將破壞速度選擇器的功能。⑵當(dāng)粒子進(jìn)入速度選擇器時(shí)速度，粒子將因側(cè)移而不能通過(guò)選擇器。如圖，設(shè)在電場(chǎng)方向側(cè)移后粒子速度為v1，a.當(dāng)時(shí)，粒子向f方向側(cè)移,F做負(fù)功

——粒子動(dòng)能減少，電勢(shì)能增加，有b.當(dāng)時(shí)，粒子向F方向側(cè)移,F做正功——粒子動(dòng)能增加，電勢(shì)能減少，有42.特點(diǎn)：⑴如何保證F和f的方向始終相反--將v、E、B三二.磁流體發(fā)電機(jī):利用等離子體來(lái)發(fā)電

2．工作原理:

3．電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算:設(shè)兩極板間距為d，根據(jù)兩極電勢(shì)差達(dá)到最大值的條件F洛=F電，即，則磁流體發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)1.等離子體的產(chǎn)生:在高溫條件下氣體發(fā)生電離，電離后的氣體中含有離子、電子和部分未電離的中性粒子，正負(fù)電荷的密度幾乎相等。5二.磁流體發(fā)電機(jī):利用等離子體來(lái)發(fā)電2．工作原理:3．電三.電磁流量計(jì)：利用霍爾效應(yīng)來(lái)測(cè)量管道中液體流量

原理：當(dāng)自由電荷受電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡時(shí)，ab間電勢(shì)差就保持穩(wěn)定，測(cè)出ab間電勢(shì)差的大小U，則即可算出管道內(nèi)液體的流量6三.電磁流量計(jì)：利用霍爾效應(yīng)來(lái)測(cè)量管道中液體流量原理：當(dāng)四.質(zhì)譜儀:用于測(cè)量帶電粒子質(zhì)量和分離同位素

（1）離子發(fā)生器（發(fā)射出電量q、質(zhì)量m的粒子，粒子從A中小孔S飄出時(shí)速度大小不計(jì)；）（2）靜電加速器C：靜電加速器兩極板M和N的中心分別開(kāi)有小孔S1、S2，粒子從S1進(jìn)入后，經(jīng)電壓為U的電場(chǎng)加速后，從S2孔以速度v飛出；（3）偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)B：粒子從小孔S2射出后，從偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)邊界擋板上的小孔S4進(jìn)入，做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)；（4）感光片F(xiàn)：粒子在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中做半圓運(yùn)動(dòng)后，打在感光膠片的P點(diǎn)被記錄，可以測(cè)得P與S4間的距離L。7四.質(zhì)譜儀:用于測(cè)量帶電粒子質(zhì)量和分離同位素（1）離子發(fā)生課堂練習(xí)P270.(2)如圖所示，電容器兩極板相距為d，兩端電壓為U，極板間的勻強(qiáng)磁場(chǎng)為B1，一束電荷量為+q的粒子從圖示方向射入，沿直線穿過(guò)電容器后進(jìn)入另一勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2，結(jié)果分別打在a、b兩點(diǎn)，兩點(diǎn)間的距離為ΔR.求打在兩點(diǎn)粒子質(zhì)量差Δm為多少?8課堂練習(xí)P270.(2)如圖所示，電容器兩極板相距為d，兩端五.回旋加速器：用來(lái)加速帶電粒子使之獲得高能量

9五.回旋加速器：用來(lái)加速帶電粒子使之獲得高能量91010111112121932年，勞倫斯和利文斯設(shè)計(jì)出了回旋加速器。回旋加速器的工作原理如圖所示，置于高真空中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過(guò)的時(shí)間可以忽略不計(jì)。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與盒面垂直。A處粒子源產(chǎn)生的粒子，質(zhì)量為m、電荷量為+q，在加速器中被加速，加速電壓為U。加速過(guò)程中不考慮相對(duì)論效應(yīng)和重力作用。

（1）求粒子第2次和第1次經(jīng)過(guò)兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比；

（2）求粒子從靜止開(kāi)始加速到出口處所需的時(shí)間t；

(3)若磁感應(yīng)強(qiáng)度和