东南大学：《物理学》课程PPT教学课件（第五版）第七章 恒定磁场（7.7）带电粒子在电场和磁场中的运动

物理学 7-7带电粒子在电场和磁场中的运动 第五版 带电粒子在电场和磁场中所受的力 电场力F=gE 磁场力(洛伦兹力) F=0×B X 运动电荷在电场 和磁场中受的力 F=qE+q0×B 第七章恒定磁场

第七章 恒定磁场 物理学 第五版 7-7 带电粒子在电场和磁场中的运动 1 一 带电粒子在电场和磁场中所受的力 电场力 F qE   e = 磁场力（洛伦兹力） F q B    m = v F qE q B     = + v 运动电荷在电场 和磁场中受的力 x y z o  q + v  B  Fm 

物理学 7-7带电粒子在电场和磁场中的运动 第五版 二带电粒子在磁场中运动举例 回旋半径和回旋频率B ⊥B qvoB=m R R qB 2兀R2m B q 1B T2πm 第七章恒定磁场 2

第七章 恒定磁场 物理学 第五版 7-7 带电粒子在电场和磁场中的运动 2 二 带电粒子在磁场中运动举例 R q B m 2 0 0 v v = qB m R v0 = B   v0 ⊥ qB R m T 2π 2π 0 = = v m qB T f 2π 1 = = 1 回旋半径和回旋频率

物理学 7-7带电粒子在电场和磁场中的运动 第五版 2磁聚焦 洛伦兹力Fn=9×(洛伦兹力不做功) 乙与B不垂直0=0/+0 v/UcoS 0 U, =USn 6 r_mu y B q B 2I m B T gB 國國 螺距d=/T=0co6(2xmng) 第七章恒定磁场

第七章 恒定磁场 物理学 第五版 7-7 带电粒子在电场和磁场中的运动 3 2 磁聚焦 （洛伦兹力不做功） = + ⊥ v v v //    v⊥ = vsin θ 洛伦兹力 F q B    m = v 与 B 不垂直  v  v vcos θ // = qB m R ⊥ = v qB m T 2π = d v T vcos  (2πm / qB) 螺距 = // =

物理学 7-7带电粒子在电场和磁场中的运动 第五版 磁聚焦在均匀磁场中点A发射一束 初速度相差不大的带电粒子,它们的动与 B之间的夹角不同,但都较小,这些粒 子沿半径不同的螺旋线运动,因螺距近似 相等,相交于屏上同一点,此现象称为磁 聚焦 应用 电子光学,电 88888888888888888888×88 子显微镜等 第七章恒定磁场

第七章 恒定磁场 物理学 第五版 7-7 带电粒子在电场和磁场中的运动 4 磁聚焦 在均匀磁场中点 A 发射一束 初速度相差不大的带电粒子，它们的 与 之间的夹角 不同，但都较小，这些粒 子沿半径不同的螺旋线运动，因螺距近似 相等，相交于屏上同一点，此现象称为磁 聚焦 .  v0  B  应用 电子光学，电 子显微镜等

物理学 7-7带电粒子在电场和磁场中的运动 第五版 3电子的反粒子电子偶 显示正电子存 在的云室照片 及其摹描图 1930年狄拉克 B 正电子电子 预言自然界存 Y组板在正电子 第七章恒定磁场

第七章 恒定磁场 物理学 第五版 7-7 带电粒子在电场和磁场中的运动 5 3 电子的反粒子 电子偶 显示正电子存 在的云室照片 及其摹描图 铝板 正电子 电子 B   1930年狄拉克 预言自然界存 在正电子

物理学 7-7带电粒子在电场和磁场中的运动 第五版 带电粒子在电场和磁场中运动举例 质谱仪 guB =m R 速度选择器 S m=gBR 照相底片 7072737476 ●●●●1 ●●●● 质谱仪的示意图 锗的质谱 第七章恒定磁场

第七章 恒定磁场 物理学 第五版 7-7 带电粒子在电场和磁场中的运动 6 1 质谱仪 R q B m 2 v v  = v qB R m  = 70 72 73 74 76 锗的质谱 . . . . ... . .. . . . . .. . .. .. . .. .. . . . . ... ... . .. .. . . . . . . ... .. . . . . . . . . . . . . . . . p1 p2 - + 2 s 3 s 1 s 速度选择器 照相底片 质谱仪的示意图 三 带电粒子在电场和磁场中运动举例

物理学 7-7带电粒子在电场和磁场中的运动 第五版 2回旋加速器 求 1932年劳伦斯研制第一台回旋加速器的D型室 此加速器可将质子和氘核加速到1MeV的能量, 为此1939年劳伦斯获诺贝尔物理学奖 第七章恒定磁场 7

第七章 恒定磁场 物理学 第五版 7-7 带电粒子在电场和磁场中的运动 7 2 回旋加速器 1932年劳伦斯研制第一台回旋加速器的D型室. 此加速器可将质子和氘核加速到1 MeV的能量， 为此1939年劳伦斯获诺贝尔物理学奖

物理学 7-7带电粒子在电场和磁场中的运动 第五版 频率与半径无关 f gB 27 m 到半圆盒边缘时 s962 S E BrO 回旋加速器原理图 Ek 2m 第七章恒定磁场 8

第七章 恒定磁场 物理学 第五版 7-7 带电粒子在电场和磁场中的运动 8 m qB f 2π = m qBR0 v = 2 k 2 1 E = mv 频率与半径无关 到半圆盒边缘时 m q B R E 2 2 0 2 2 k = 回旋加速器原理图 N S B D2 D1 O ~ N

物理学 7-7带电粒子在电场和磁场中的运动 第五版 我国于1994 年建成的第 一台强流质 子加速器, 可产生数十 种中短寿命 放射性同位 素 第七章恒定磁场 9

第七章 恒定磁场 物理学 第五版 7-7 带电粒子在电场和磁场中的运动 9 我国于1994 年建成的第 一台强流质 子加速器 ， 可产生数十 种中短寿命 放射性同位 素

物理学 7-7带电粒子在电场和磁场中的运动 第五版 3霍耳效应 第七章恒定磁场 10

第七章 恒定磁场 物理学 第五版 7-7 带电粒子在电场和磁场中的运动 10 3 霍耳效应