洛倫茲力、帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)、霍爾效應(yīng).ppt

1、8-5 帶電粒子在電、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),一、洛侖茲力,一帶電量為q的粒子，以速度v在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力，叫洛侖茲力。,大小,方向,力與速度方向垂直。 不能改變速度大小， 只能改變速度方向。,粒子在同時(shí)存在電場(chǎng)和磁場(chǎng)的空間運(yùn)動(dòng)時(shí)，其受的合力：,洛侖茲關(guān)系式,二、 帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),粒子做直線運(yùn)動(dòng),粒子做勻速率圓周運(yùn)動(dòng),T與R、V無(wú)關(guān),螺距 h ：,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,1、磁聚焦,（洛倫茲力不做功）,洛倫茲力,與 不垂直,螺距,三 帶電粒子在電、磁場(chǎng)中應(yīng)用舉例,螺距,回旋半徑與有關(guān)，但螺距相同，即以相同的v, 不同的（ 均很?。┯葾點(diǎn)

2、出發(fā)的電子，經(jīng)過(guò)一周期T后，會(huì)聚于P點(diǎn),很小時(shí)，,24,磁聚焦 在均勻磁場(chǎng)中點(diǎn) A 發(fā)射一束初速度相差不大的帶電粒子，它們的 與 之間的夾角 不同，但都較小，這些粒子沿半徑不同的螺旋線運(yùn)動(dòng)，因螺距近似相等，相交于屏上同一點(diǎn)，此現(xiàn)象稱為磁聚焦 .,應(yīng)用 電子光學(xué)，電子顯微鏡等 .,2、回旋加速器,1932年勞倫斯研制第一臺(tái)回旋加速器的D型室.,此加速器可將質(zhì)子和氘核加速到1 MeV的能量，為此1939年勞倫斯獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng).,是原子核物理、高能物理等實(shí)驗(yàn)獲得高能粒子 的一種基本設(shè)備,D型電極由D1 、D2封在 高度真空的半圓形銅盒構(gòu)成,高頻振蕩器,當(dāng)粒子從D1出來(lái)進(jìn)入空隙，空隙中電場(chǎng)反向，使電

3、子加速，并在D2以較大半徑,當(dāng)粒子被加速到接近光束時(shí)，需考慮相對(duì)論效應(yīng)（課后自己閱讀）,我國(guó)于1994年建成的第一臺(tái)強(qiáng)流質(zhì)子加速器 ，可產(chǎn)生數(shù)十種中短壽命放射性同位素 .,是用磁場(chǎng)和電場(chǎng)的各種組合來(lái)達(dá)到把電荷量相等而質(zhì)量不等的粒子分開的儀器 應(yīng)用：測(cè)定荷質(zhì)比、研究同位素 倍恩勃立奇（Bainbridge）質(zhì)譜儀結(jié)構(gòu),3、 質(zhì)譜儀,倍恩勃立奇（Bainbridge）,離子源產(chǎn)生的離子經(jīng)S1、S2 間加速電場(chǎng)后，進(jìn)入P1、P2 間狹縫（ P1、P2有均勻電場(chǎng) 、磁場(chǎng)）,P1、P2間電場(chǎng)力與磁場(chǎng)力反向,粒子才能無(wú)偏轉(zhuǎn)通過(guò)P1、P2間， 從S0射出,對(duì)那些速度比 大或小 的離子，都會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)落到,P1、P2,這種裝置速度選擇器,S0以外僅有磁場(chǎng),從S0出來(lái)的粒子，在磁場(chǎng) B中依m(xù)不同，做半徑不同的圓周運(yùn)動(dòng)。底片上不同位置可算出粒子的相應(yīng)質(zhì)量。能精確測(cè)同位素的 相對(duì)原子量。,四、霍耳效應(yīng),RH-霍耳系數(shù),霍耳效應(yīng)原理 導(dǎo)體中的載流子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)受到洛侖茲力,q0,此時(shí)載流子將作勻速直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí) 兩側(cè)停止電荷的繼續(xù)堆積，從而在 兩側(cè)建立一個(gè)穩(wěn)定的電勢(shì)差,形成電流的運(yùn)動(dòng)電荷,q0,總結(jié),(1) q0時(shí)，RH0,(2