§7.7帶電粒子在電場和磁場中的運(yùn)動結(jié)束放映§7.7帶電粒子在電場和磁場中的運(yùn)動結(jié)束放映一帶電粒子在電場和磁場中所受的力電場力磁場力（洛倫茲力）運(yùn)動電荷在電場和磁場中受的力一帶電粒子在電場和磁場中所受的力電場力磁場力（洛倫茲力二、帶電粒子在磁場中的運(yùn)動粒子做勻速直線運(yùn)動那么:二、帶電粒子在磁場中的運(yùn)動粒子做勻速直線運(yùn)動那么:粒子做勻速圓周運(yùn)動××××××××××××××××××××××××××××××粒子做勻速圓周運(yùn)動××××××××××××××××××××qR此時(shí)，帶電粒子在均勻磁場中作等螺距的螺旋運(yùn)動。qR此時(shí)，帶電粒子在均勻磁場中qR螺距h

：三、帶電粒子在電磁場中運(yùn)動的應(yīng)用舉例qR螺距h：三、帶電粒子在電磁場中運(yùn)動的應(yīng)用舉例1.磁聚焦在顯像管、電子顯微鏡和真空器件中，常用磁聚焦來聚焦電子束。

如圖，一束速度大小近似相同且與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的夾角θ很小的帶電粒子流從同一點(diǎn)出發(fā)進(jìn)入均勻磁場中。磁聚焦原理1.磁聚焦在顯像管、電子顯微鏡和真空器件中

用于產(chǎn)生高能粒子的裝置，其結(jié)構(gòu)為金屬雙D形盒，在其上加有磁場和交變的電場。將一粒子置于雙D形盒的縫隙處，在電場的作用下，進(jìn)入左半盒，由于金屬具有靜電屏蔽作用，帶電粒子在磁場的作用下作圓周運(yùn)動，進(jìn)入縫隙后，電場極性變換，粒子被反向加速，進(jìn)入右半盒，因速度增加，軌道半徑也增加。然后又穿過縫隙，電場極性又變換，粒子不斷地被加速。能量不斷增大，成為高能粒子后引出轟擊靶。2.回旋加速器用于產(chǎn)生高能粒子的裝置，其結(jié)構(gòu)為金屬雙D形盒，~B回旋加速器~B回旋加速器粒子的動能：軌道半徑：粒子引出速度：振蕩器的周期：做圓周運(yùn)動的周期：回旋加速器一般適用于加速質(zhì)量較大的粒子，不宜用于加速電子。粒子的動能：軌道半徑：粒子引出速度：振蕩器的周期：做圓周運(yùn)動

目前世界上最大的回旋加速器在美國費(fèi)米加速實(shí)驗(yàn)室，環(huán)形管道的半徑為2公里。產(chǎn)生的高能粒子能量為5000億電子伏特。

世界第二大回旋加速器在歐洲加速中心，加速器分布在法國和瑞士兩國的邊界，加速器在瑞士，儲能環(huán)在法國。產(chǎn)生的高能粒子能量為280億電子伏特。回旋加速器目前世界上最大的回旋加速器在美國費(fèi)米加速實(shí)驗(yàn)室，環(huán)用于分析同位素和測量離子荷質(zhì)比的重要儀器。(1)分析同位素

用于分離同位數(shù)有相同的質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)，但中子數(shù)不同的元素。它們的化學(xué)性質(zhì)相同，無法用化學(xué)的方法將它們分離開。(2)質(zhì)譜儀的工作原理

以速度v置入一帶電量為q的粒子，粒子受到電場和磁場的共同作用。當(dāng)粒子速度較小時(shí)，電場力大于洛倫茲力，粒子向左偏轉(zhuǎn)被左極板吸收。+++---vE速度選擇器FefLB3.質(zhì)譜儀用于分析同位素和測量離子荷質(zhì)比的重要儀器。(1)分析同位素

當(dāng)粒子速度較大時(shí)，電場力小于洛倫茲力，粒子向右偏轉(zhuǎn)被右極板吸收。當(dāng)粒子速度滿足電場力等于洛倫茲力時(shí)，有

于是速度滿足上式的粒子豎直向下運(yùn)動，穿過狹縫進(jìn)入下方磁場B′；通過調(diào)整E和B可選擇粒子速度。RB’+++---vE速度選擇器FefLB質(zhì)譜儀當(dāng)粒子速度較大時(shí)，電場力小于洛倫茲力，粒子向右偏可知，質(zhì)量大的同位素粒子，軌道半徑大，質(zhì)量小的同位素粒子，軌道半徑小。不同質(zhì)量的粒子在膠片屏上留下不同的質(zhì)譜線。根據(jù)質(zhì)譜線的位置，可推出同位素的質(zhì)量。質(zhì)譜線在B′中作圓周運(yùn)動的軌道半徑由RB’膠片屏+++---vE速度選擇器FefLB7072737476鍺的質(zhì)譜質(zhì)譜儀可知，質(zhì)量大的同位素粒子，軌道半徑大，質(zhì)量小的同位素粒子，軌4、霍耳效應(yīng)

1879年，霍耳（E.H.Hall）發(fā)現(xiàn)，把一載流導(dǎo)體放在磁場中時(shí)，如果磁場方向與電流方向垂直，則在與磁場和電流兩者垂直的方向上出現(xiàn)橫向電勢差。稱為霍耳效應(yīng)，這電勢差稱為霍耳電勢差。4、霍耳效應(yīng)1879年，霍耳（E.H.H實(shí)驗(yàn)指出，在磁場不太強(qiáng)時(shí)，霍耳電勢差

UH與電流I和磁感應(yīng)強(qiáng)度B成正比，與板的寬d成反比。RH稱為霍耳系數(shù)，僅與材料有關(guān)。實(shí)質(zhì)：