1、3.4 磁場對運動電荷的作用磁場對運動電荷的作用洛倫茲力洛倫茲力背景：安培力背景：安培力磁場對通電導(dǎo)體有力的作用（即安培力）磁場對通電導(dǎo)體有力的作用（即安培力）I IF F背景背景:電流的形成電流的形成導(dǎo)體中的電流是由電荷的定向移動形成的，就象水導(dǎo)體中的電流是由電荷的定向移動形成的，就象水流是由水分子定向移動形成一樣流是由水分子定向移動形成一樣iiiiiiiiiiiiiiI=NiI=NiI=NiI=Ni猜想猜想導(dǎo)體中的電流是由電荷導(dǎo)體中的電流是由電荷的定向移動形成的的定向移動形成的iiiI=NiI=Ni磁場對通電導(dǎo)體磁場對通電導(dǎo)體有力的作用有力的作用I IF FiiiI=NiI=NifffF=

2、F=NfNf磁場對通電導(dǎo)體的力實際上是作用在運動電荷上的,安培力是這些力的宏觀表現(xiàn)洛侖茲力洛侖茲力-磁場對運動電荷的作用力磁場對運動電荷的作用力實驗觀察實驗觀察洛侖茲力洛侖茲力方向方向:左手定則左手定則大小大小:f=qVB (V、L、B兩兩垂直時）兩兩垂直時）補充說明:帶電粒子的電流方向規(guī)定1.正電荷定向移動2.負電荷定向移動(你能推理出來嗎?)安培力與洛侖茲力安培力與洛侖茲力安培力安培力FIfffffffFF=ILB安培力方向：安培力方向：左手定則左手定則安培力大?。喊才嗔Υ笮。郝鍋銎澚β鍋銎澚洛侖茲力方向：洛侖茲力方向：左手定則左手定則洛侖茲力大?。郝鍋銎澚Υ笮。篺=qvB微觀微觀宏觀宏

3、觀I+課堂練習(xí)課堂練習(xí) (請看黑板請看黑板) 如圖9所示，關(guān)于安掊力、洛倫茲力和電場力的方向判斷正確的是 游游園園活活動動汽槍汽槍電電視視機機掃掃描描原原理理fyfx電子槍電子槍高能物理研究重要裝置高能物理研究重要裝置應(yīng)用價值應(yīng)用價值: 回旋加速器現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展為現(xiàn)代的同步加速器了。2O世紀歐洲原子能研究組織在日內(nèi)瓦附近使用的加速器，就是這類機器中最大的一座，包括一條長逾8.5千米的粒子軌道。粒子在一條10余厘米直徑管子里前進，管于則藏在地下隧道內(nèi)。粒子在這軌道中循環(huán)運行，每三秒鐘約環(huán)繞1十萬次之多，由數(shù)以百計的電磁鐵導(dǎo)引，每統(tǒng)一周，加速粒子的電壓便增加數(shù)百萬伏特，最后放出的粒子能量相當于從.5

4、000億伏特直線加速器所得到的能量?？伎肆_夫特和瓦爾頓建成 第一座發(fā)生器前，物理學(xué)家認為原于只是山電于和質(zhì)子構(gòu)成。加速器制成后，便把這種想法完全打破，因為數(shù)以百計的新粒于在高能碰撞中陸續(xù)出現(xiàn)了。高能物理研究重要裝置應(yīng)用實例應(yīng)用實例: 立體定向伽瑪射線全身放射治療系統(tǒng)（全身刀）是一種融合立體定向技術(shù)和外科技術(shù)于一體，以治療體部疾病為主的立體定向放射治療設(shè)備，它采用伽瑪射線幾何聚焦方式，通過精確的立體定向，將經(jīng)過規(guī)劃的一定劑量伽瑪射線集中射于預(yù)照靶點，一次性、致死性的摧毀耙點內(nèi)的組織，以達到外科手術(shù)切除或損毀的效果。由于射線采用旋轉(zhuǎn)聚焦的方式，使射線經(jīng)過人體正常組織只受到瞬時、幾乎無傷害的照射，并

5、且劑量銳減，因此其治療照射范圍與正常組織界限非常明顯，邊緣如刀割一樣，人們形象的稱之為伽瑪?shù)?。高能物理研究重要裝置應(yīng)用實例流程圖應(yīng)用實例流程圖:鋇餐腫瘤部位親癌特性低速輕核高速輕核鈷核中子新核重核腫瘤汽化鎳核加速類型及原理演示 直線加速直線加速PLAY回旋加速回旋加速PLAYUUUUUU物理仿真實驗室-動畫演示 回旋加速器回旋加速器背景材料 北京正負電子對撞機北京正負電子對撞機國家實驗室國家實驗室 BEPC National Laboratory加速器中心加速器中心 背景材料 北京正負電子對撞機國家實驗室北京正負電子對撞機國家實驗室 BEPC National Laboratory 學(xué)科方向?qū)W

6、科方向 粒子加速器是一門多專業(yè)的綜合性學(xué)科，它涉及到加速器物理和許多高技術(shù)領(lǐng)域，其中包括射頻、電磁場、電源、超高真空、精密機械、電子學(xué)、計算機及網(wǎng)絡(luò)、自動控制、束流診斷、輻射防護、低溫超導(dǎo)，等等。加速器中心加速器中心學(xué)科方向?qū)W科方向 粒子加速器不僅是進行高能物理、原子物理、生命科學(xué)、材料科學(xué)等多種基礎(chǔ)科學(xué)研究的重要實驗裝置，而且在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療、輻照和國防建設(shè)等方面也有廣泛的應(yīng)用前景。BEPC/BES的成功建造和取得的物理成果，使中國成為世界上重要的高能物理實驗基地之一，在國際高能物理學(xué)界占有了一席之地。到目前為止，BEPC對撞亮度在-粲能區(qū)仍居世界領(lǐng)先地位。BEPC成功地用于同步輻射的實驗

7、研究，使高能所成為我國重要的同步輻射實驗基地之一。背景材料 北京正負電子對撞機國家實驗室北京正負電子對撞機國家實驗室 BEPC National Laboratory 加速器中心加速器中心學(xué)科方向?qū)W科方向 由于由于BEPC成功建造和長期穩(wěn)定運行，使高能所成為我國成功建造和長期穩(wěn)定運行，使高能所成為我國最有影響的加速器科學(xué)和技術(shù)的研究基地，培養(yǎng)和鍛煉了一最有影響的加速器科學(xué)和技術(shù)的研究基地，培養(yǎng)和鍛煉了一支加速器科技隊伍，具備了開展加速器理論和技術(shù)研究所需支加速器科技隊伍，具備了開展加速器理論和技術(shù)研究所需要的基本計算和實驗條件和設(shè)備，為今后加速器技術(shù)的發(fā)展要的基本計算和實驗條件和設(shè)備，為今后加

8、速器技術(shù)的發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。打下了良好的基礎(chǔ)。背景材料 北京正負電子對撞機國家實驗室北京正負電子對撞機國家實驗室 BEPC National Laboratory 加速器中心加速器中心學(xué)科方向?qū)W科方向 背景材料 北京正負電子對撞機國家實驗室北京正負電子對撞機國家實驗室 BEPC National Laboratory 加速器中心加速器中心1. BEPCBEPC的穩(wěn)定運行和性能提高的穩(wěn)定運行和性能提高2. BEPC的發(fā)展的發(fā)展 - BEPC23. 基于電子直線加速器的研究項目基于電子直線加速器的研究項目4. 國內(nèi)、外加速器工程項目的合作國內(nèi)、外加速器工程項目的合作5. 加速器技術(shù)開發(fā)加速器技

9、術(shù)開發(fā)背景材料 北京正負電子對撞機國家實驗室北京正負電子對撞機國家實驗室 BEPC National Laboratory 正負電子對撞機裝置正負電子對撞機裝置(BEPC)BEPCBEPC于于19891989年年初開始運行初開始運行北京正負電子北京正負電子對撞機國家實對撞機國家實驗室外景驗室外景背景材料 北京正負電子對撞機國家實驗室北京正負電子對撞機國家實驗室 BEPC National Laboratory 正負電子對撞機裝置正負電子對撞機裝置(BEPC)正負電子在加速器中正負電子在加速器中運行軌跡示意圖運行軌跡示意圖背景材料 北京正負電子對撞機國家實驗室北京正負電子對撞機國家實驗室 BEP

10、C National Laboratory 北京正負電子對撞機總控制中心北京正負電子對撞機總控制中心正負電子對撞機裝置正負電子對撞機裝置(BEPC)背景材料 北京正負電子對撞機國家實驗室北京正負電子對撞機國家實驗室 BEPC National Laboratory 正負電子對撞機裝置正負電子對撞機裝置(BEPC)1.1-1.4 1.1-1.4 GeVGeV 注入器注入器產(chǎn)生并加速正負電子的電子直線加速器產(chǎn)生并加速正負電子的電子直線加速器背景材料 北京正負電子對撞機國家實驗室北京正負電子對撞機國家實驗室 BEPC National Laboratory 正電子源正電子源正負電子對撞機裝置正負電子對撞機裝置(