洛伦兹力的应用(加速器、速度选择器、质谱仪)

qBR vm m
1 2 B2q2 R2 Ek mv 2 2m
Ek n qU
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二、回旋加速器
例 . 若 用同一回旋加速器分别加速氚核和α粒子( 氦 核 )，比较它们所
加的高频交流电源的周期和获得的最大动能的大小，可知 ( A )
A．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能较小
B．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能也较大 C．加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能也较小 D．加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能较大
1932年美国科学家劳伦斯发
明了回旋加器，巧妙地应用
带电粒子在磁场中运动特点
解决了这一问题。为此，劳
伦斯于1939年获得了诺贝尔
物理学奖。
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二、回旋加速器
+ -
~
+ #
二、回旋加速器
1、条件：
2 m T交流电 =T圆周 = qB
2、带电粒子每经电场加速一次，增加动能 Ek qU 3、粒子做匀速圆周运动的最大半径为D形盒的半径 4、粒子的最大速度 5、粒子的最大动能
子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁
场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将
磁感应强度增加到原来的12倍。此离子
和质子的质量比约为（ D ）
A、11
C、121
B、12
D、144
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洛伦兹力的应用
课程内容已结束
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选
6.3洛伦兹力的应用
宁化一中 杨文红
一、复合场
1.复合场是指电场、磁场和重力场并存，或其中两
场并存，或分区域存在。 2.带电粒子在复合场中的运动分类：
（1）静止或匀速直线运动
（2）匀速圆周运动 （3）较复杂的曲线运动
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二、回旋加速器
直线加速器的缺点：体积通常较大，占地面积大。
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二、回旋加速器
A.增大粒子射入时的速度
B.减小磁场的磁感应强度
C.增大电场的电场强度
D.改变粒子的带电性质
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四、质谱仪
1.装置：
A：电离室: B：匀强磁场 D：照相底片 2.质谱仪是测量带电粒子荷质比和分析同位素的重要工具 （最初由汤姆生发现的）。
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S1—S2：加速电场
S2—S3：速度选择器
四、质谱仪
3、基本原理
1 2 qU mv 2
Eq qvB1
v qvB2 m R
2
E v B1
E B1 mv R qB2 qB2 m
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四、质谱仪
现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图
所示，其中加速电压恒定。质子在入口处从静止开始被加速电
场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。若某种一价正离
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三、速度选择器
若不计重力
qE qvB
E v B
速度选择器只选择速度，与电荷的正负、带电量、质量无关。
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三、速度选择器
例. 在两平行金属板间有正交的匀强电场和匀强磁场，一个 带电粒子垂直于电场和磁场方向射入场中，射出时粒子的动 能减少了，为了使粒子射出时动能增加，在不计重力的情况
ຫໍສະໝຸດ Baidu
下，可采取的办法是（ BC）