《物理实验》课程教学课件（PPT讲稿）第十一章 真空中的恒定磁场（11-6）洛仑兹力

洛伦票 兹力 洛伦兹 A lorentz

洛伦兹 H.A.Lorentz 洛伦 兹力

§11-6带电粒子在磁场中 所受作用及其运动 洛伦兹力 带电粒子在磁场中当U、B相互垂直时, 受力最大,且Fn=qvB F B 在一般情况下 F=guBsin 8 F垂直于由U、B所 决定的平面 F=q1×B

v B F q F = q v× B §11-6 带电粒子在磁场中 所受作用及其运动 Fm =q vB F =q vB sinq 带电粒子在磁场中当 v、B 相互垂直时， 受力最大，且 在一般情况下： F 垂直于由v、B 所 决定的平面 一、洛伦兹力

二、带电粒子在磁场中的运动 动力学方程:mU=qbxB 1带电粒子在匀强磁场中的运动 ×××× (1).Uo⊥B B qv B=m o R E R ×|× × gB q × T=R=m×××××x gB

qv0 B =m v0 2 R R mv0 qB = T = 2π R v0 = 2π m qB (1). v 0 B m dv dt 动力学方程: = q v × B 二、带电粒子在磁场中的运动 q × v0 B × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × Fm R × × × × × × × × × × × × × × × × × 1.带电粒子在匀强磁场中的运动

(2).U与B成e角 Uu= jocose UI=voSinE R mu mvoSine gB gB U T- 2R- 2Im gB R 螺距h: 九=bT= 2mvocos gB

v = v 0cosθ v = v 0sinθ R = m v q B m v 0sinθ q B = T = 2π R v = 2π m q B h = v T v 0cosθ q B = 2π m 螺距 h ： θv vv q B R (2). v 0 与 B 成 θ 角

2带电粒子在匀强磁场中的运动 B B F∠E 粒子受到一个与运动方向相反的力Fx, 此力阻止粒子向磁场增强方向运动

Fx F Fy B B v 2.带电粒子在匀强磁场中的运动 粒子受到一个与运动方向相反的力Fx , 此力阻止粒子向磁场增强方向运动

磁约束装置 等离子体 B 线 线图 磁塞

线圈 线圈 B 磁约束装置 等离子体 磁 塞

地磁场的磁感应线

地磁场的磁感应线

范艾仑 J. AVan allen辐射带 宇宙带电粒子被地球磁场俘获并在艾仑 带内作螺旋式振荡运动。 北极光 B增大 地轴2

范艾仑(J.A.Van Allen)辐射带 宇宙带电粒子被地球磁场俘获并在艾仑 带内作螺旋式振荡运动。 北极光 地轴 B增大 S N

§11-7带电粒子在电场和磁场中 运动的应用 动力学方程:mD=qE+qxB 、磁聚焦 控制极阳极 OOOOOOOOOOOOOOOOOOOO B 阴极 U

§11-7 带电粒子在电场和磁场中 运动的应用 动力学方程: m dv dt = qE +q v × B 一、磁聚焦 ⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙ U 阴 极 控制极 阳极 B l

控制极阳极 OOOOOOOOOOOOOOOOOOOO B 阴极 U 调节B,使比值aT为正整数n,即:T=n 2Jm 又因为:T=Be2 77 u2=eU Ox 所以 e 8J mn Bl m=(1.7588962+0000090c/kg

⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙ U 阴 极 控制极 阳极 B l = l v0xT 调节B ,使比值 为正整数n , 即: n l v0xT 1 2 mv0 2 x =eU B T = 2πm e 又因为: n m B π2 = e 8 m 2 l 所以 2 2 : =(1.75881962±0.00000053)×1011C/kg m e