帶電粒子在磁場(chǎng)中的臨界條件.ppt

1、切線、長(zhǎng)度、長(zhǎng)度、速度越小，半圓形運(yùn)動(dòng)后從原始邊界飛出去。速度增加到閾值時(shí)，粒子執(zhí)行軌跡與其他邊界相切的圓周運(yùn)動(dòng)。速度較大時(shí)，粒子進(jìn)行一些圓周運(yùn)動(dòng)，然后從其他邊界飛出去。當(dāng)、B、P、S、Q、P、Q、Q速度增加到閾值時(shí)，粒子進(jìn)行圓周運(yùn)動(dòng)，軌跡接觸其他邊界。速度高時(shí)，粒子在進(jìn)行一些圓周運(yùn)動(dòng)后從其他邊界飛出去。中心位于入射點(diǎn)垂直于速度方向的直線上，中心位于入射點(diǎn)垂直于邊界的直線上，中心位于磁場(chǎng)的原始邊界上。兩邊在一定程度上積累了質(zhì)，出現(xiàn)臨界狀態(tài)。p，速度小的時(shí)候，進(jìn)行圓弧運(yùn)動(dòng)，然后從原來(lái)的邊界飛出去。速度增加到閾值時(shí)，粒子執(zhí)行軌跡與其他邊界相切的圓周運(yùn)動(dòng)。速度高時(shí)，粒子在進(jìn)行一些圓周運(yùn)動(dòng)后從其他邊界

2、飛出去。2.同族帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的臨界極值方法-比例曹征方法(1)直線邊界的臨界條件，(2)帶電粒子在矩形邊界磁場(chǎng)中的移動(dòng)，o，B，中心速度較大時(shí)，粒子通過(guò)部分圓周運(yùn)動(dòng)從相反邊界飛過(guò)來(lái)。速度小的粒子在圓周運(yùn)動(dòng)后從原始邊界飛出去。速度在特定范圍內(nèi)從上邊界飛。速度較大時(shí)，粒子會(huì)進(jìn)行一些圓周運(yùn)動(dòng)，從而從右側(cè)邊界飛行。如果速度較大，粒子將進(jìn)行部分圓周運(yùn)動(dòng)，從底部邊界飛出去。雙側(cè)在一定程度上積累，產(chǎn)生臨界狀態(tài)(軌跡與邊界相切)。范例1。如圖所示，在足夠長(zhǎng)的矩形區(qū)域ABCD內(nèi)，有一個(gè)方向垂直紙指向內(nèi)部的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的均勻磁場(chǎng)。在O方向從ad邊的中點(diǎn)射出垂直磁場(chǎng)。速度方向與ad邊的角度=300，大小為

3、v0。尋找：粒子可能從ab邊發(fā)射磁場(chǎng)的v0大小范圍。如果帶電粒子不受上述v0大小范圍的限制，則尋找粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間。，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，大質(zhì)量為M，功率為Q的粒子以相同速度V沿紙內(nèi)的所有方向，由小孔O進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域。不考慮重力，不考慮粒子之間的相互作用。(大衛(wèi)亞設(shè)，美國(guó)電視電視劇，成功)下圖中的陰影部分表示帶電粒子可以通過(guò)的區(qū)域。其中R=mv/qB，哪個(gè)圖片正確？()，以速度V在紙的每個(gè)方向通過(guò)小孔O進(jìn)入磁場(chǎng)。例如，3，圖，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的均勻磁場(chǎng)垂直于紙面，PQ是磁場(chǎng)的右邊界，磁場(chǎng)中從一點(diǎn)O到PQ的距離為R?，F(xiàn)在，在點(diǎn)O以相同的速度向紙內(nèi)的不同方向發(fā)射具有相同負(fù)電荷的粒子。它們都是半徑

4、為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，求出帶電粒子撞擊邊界PQ的范圍(不考慮粒子的重力)。分析：從O點(diǎn)向所有方向發(fā)射的粒子與在磁場(chǎng)中執(zhí)行勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R相同，O是這些軌道圓周上的公共點(diǎn)。O，練習(xí)1，圖，真空室有方向垂直紙內(nèi)部，大小B=0.6T的均勻磁場(chǎng)，與磁場(chǎng)方向平行的板塊ab，在ab距離l=16cm厘米處，有一點(diǎn)輻射源S向所有方向發(fā)射粒子，粒子的速度全部為V=，即：2r l R，P1P2=20cm，解析：粒子帶正電，逆時(shí)針進(jìn)行勻速圓周運(yùn)動(dòng)。軌道半徑R為范例4。例如，在圓形均勻磁場(chǎng)包圍的空心區(qū)域內(nèi)，有自由運(yùn)動(dòng)的帶電粒子，但由于環(huán)形磁場(chǎng)的束縛，速度不太大的話，就不會(huì)通過(guò)磁場(chǎng)的外邊緣。將環(huán)形磁場(chǎng)的內(nèi)徑設(shè)置為R1

5、=0.5m，外徑設(shè)置為R2=1.0m，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T。如果鏈接傳記粒子的電荷為q/m=4107C/kg，則在空白區(qū)域中，傳記粒子具有所有方向的速度。計(jì)算：(1)粒子在環(huán)形半徑方向發(fā)射磁場(chǎng)，無(wú)法通過(guò)磁場(chǎng)的最大速度。(2)所有粒子都不能通過(guò)磁場(chǎng)的最大速度?；卮穑?1)1.5107m/s，(2)1.0107m/s。例5，如圖所示，空間中分布著具有理想邊界的均勻電場(chǎng)和均勻磁場(chǎng)。左側(cè)均勻電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E，方向水平向右，電場(chǎng)寬度為L(zhǎng)。中間區(qū)域均勻磁場(chǎng)方向垂直紙向外，右側(cè)區(qū)域均勻磁場(chǎng)方向垂直紙向內(nèi)，兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。質(zhì)量為M，功率為Q，沒(méi)有重力的正電的粒子在電場(chǎng)左邊緣的O點(diǎn)停止運(yùn)動(dòng)，通過(guò)中間磁場(chǎng)區(qū)域進(jìn)入右磁場(chǎng)區(qū)域，然后返回O點(diǎn)重復(fù)上述運(yùn)動(dòng)過(guò)程。查找：(1)中間磁場(chǎng)區(qū)域的寬度d；(2)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)周期。、O1、O3、O2、O3、O2、例如，兩個(gè)同軸圓柱金屬電極、外部電極接地、平行于軸的四個(gè)窄間隙A、B、C、D均勻分布，外筒半徑為r0，圓柱外的足夠大的區(qū)域具有平行于軸方向的均勻磁場(chǎng)B。在陽(yáng)極之間加上電壓。質(zhì)量