1、1第六节 带电粒子在匀强磁场中的运动（二）班级_ 姓名_ 等第_【教学目标】会推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半 径、周期公式，并会用它们 解答有关问题. 知道质谱仪的工作原理。知道回旋加速器的基本构造、工作原理 、及用途 。【教学内容】一、预习作业1质谱仪是一种十分精密的仪器，是测量带电粒子的 和分析 的重要工具。2回旋加速器：(1)使带电粒子加速的方法有：经过多次 直线加速；利用电场 和磁场的 作用，回旋 速。(2)回旋加速器是利用电场对电荷 的加速作用和磁场对运动电荷的偏转作用，在 的范围内来获得 的装置。(3)为了保证每次带电粒子经过狭缝时均被加速，使之能量不断提高，要在狭缝处
2、加一个 电压，产生交变电场的频率跟粒子运动的频率 。带电粒子获得的最大能量与 D 形盒 有关。二、典型例题1 已知回旋加速器中 D 形盒内匀强磁场的磁感应强度 B1.5T，D 形盒的半径为 R60 cm，两盒间电压 U2104 V，今将 粒子从间隙中心某处向 D 形盒内近似等于零的初速度，垂直于半径的方向射入，求粒子在加速器内运行的时间的最大可能值。三、随堂练习1、.质谱仪是一种测定 带电粒子质量和分析同位素的重要工具.它的构造原理如图 3-5-5 所示，离子源 S 产生带电量为 q 的某种正离子，离子产生出米时的速度很小，可以看作是静止的，离子经过电压 U 加速后形成离子束流，然后垂直于磁场
3、方向进入磁感应强度为 B 的匀强磁场，沿着半圆周运动而到达记录它的照相底片 P 上.实验测得:它在 P 上的位置到入口处 S1 的距离为 a，离子束流的电流为 I .请回答下列问题 :(1)在时间 t 内射到照相底片 P 上的离子的数目为 (2)单位时间穿过入口处 S1 离子束流的能量为 .(3)试证明这种离子的质量为2a8UqBm.四、课堂总结【巩固练习】1.关于回旋加速器中电场和磁场的说法中正确的是 （ ）图 3-5-52A.电场和磁场都对带电粒子起加 速作用B.电场和磁场是交替地对带电粒子做功的C.只有电场 能对带电粒子 起加速作用D.磁场的作用是使带电粒子在 D 形盒中 做匀速圆周运动
4、2、回旋加速器是用来获得高能粒子的实验设备，核心部分是两个 D 形金属扁盒，两 D 形盒的直径相对且留有一个窄缝，D 形盒装在 (填“真空”或“空气”) 容器中，整个装置放在巨大的电磁铁两极间，磁场方向 (填“垂直”或“平行”)于 D 形盒的底面。两 D 形盒分别接在高频交流电源的两极上，且高频交流电的 与带电粒子在 D 型盒中做圆周运动的 相同，带电粒子就可一次次地被加速。3质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具。电荷电量相同质量有微小差别的带电粒子，经过相同的加速电压 U 加速后，垂直进入同一匀强磁场 B，它们在匀强磁场中做匀速圆周运动，由 q U21mv和 Bqr求得：r ，因此，根据带电粒子在磁场中_，就可判断 带电粒子质量的大小，如果已知电量，测出_，就可求出带电粒子的_。
