第06節(jié)洛倫茲力與現(xiàn)代技術(shù)

1、洛倫茲力與現(xiàn)代技術(shù),無錫市堰橋高級(jí)中學(xué) 張雁,一、引入,二、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：,1、帶電粒子,2、勻強(qiáng)磁場(chǎng),電流,V=0,f=0,靜止,V0,加速電場(chǎng),磁體,實(shí)驗(yàn)探究：洛倫茲力演示儀,改變電子的出射速度,勵(lì)磁線圈,勵(lì)磁線圈,勻強(qiáng)磁場(chǎng),改變磁場(chǎng)的強(qiáng)弱及方向,勵(lì)磁線圈通如圖所示電流，玻璃泡處在什么方向的磁場(chǎng)中？,理論探究：分析電子做相應(yīng)運(yùn)動(dòng)的原因,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象： 1、未加磁場(chǎng)時(shí)，電子束的軌跡是 。 2、電子束平行于磁場(chǎng)射入，其軌跡是 。 3、電子束垂直地射入磁場(chǎng)，其軌跡是 。 4、電子束斜射入磁場(chǎng)，其軌跡是 。,直線,直線,圓,螺旋線,5、電子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，加速電壓U

2、增大，軌道半徑r ；勵(lì)磁電流I增大，軌道半徑r 。,增大,減小,理論推導(dǎo)： 已知某帶電粒子的質(zhì)量為m，電量為q，速度為v，垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。不計(jì)粒子的重力，求帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r和周期T是多少？,T與粒子的v和r無關(guān),三、洛倫茲力的應(yīng)用,例：不計(jì)重力的帶正電的粒子經(jīng)過S1和S2之間的電場(chǎng)加速后，進(jìn)入存在著相互垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1和勻強(qiáng)電場(chǎng)E的區(qū)域P1P2。只有在這一區(qū)域不改變運(yùn)動(dòng)方向的粒子能通過S0上的狹縫，進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2，打在底片AA上。 （1）滿足什么條件的粒子可以直線通過P1P2區(qū)域？ （2）若粒子打在底片上的M點(diǎn)，M點(diǎn)距狹縫的距離為L(zhǎng)，求粒子的荷質(zhì)比？,M,速度選擇器,思考：q相同，m有微小差別的粒子經(jīng)過這樣的裝置打在底片上的位置相同嗎？,質(zhì)譜儀,加速電場(chǎng),速度選擇器,偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng),：測(cè)量帶電粒子質(zhì)量和分析同位素的重要工具。,發(fā)明者：阿斯頓 他用質(zhì)譜儀首先得到了氖-20和氖-22的質(zhì)譜線，證實(shí)了同位素的存在，一生共鑒別出至少212種天然同位素。阿斯頓因發(fā)明質(zhì)譜儀和發(fā)現(xiàn)非放射性元素的同位素等貢獻(xiàn)而獲得1922年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。,阿斯頓（1877-1945年） 英國(guó)化學(xué)家、物理學(xué)家,思考：在極光現(xiàn)象中，太陽風(fēng)中的帶電粒子沖向地磁場(chǎng)后將會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)？,f洛=0 勻速直線運(yùn)動(dòng),f洛=qvB 勻速圓周運(yùn)動(dòng),沿磁感