第三課:質譜儀回旋分析 一、質譜??儀:一個質量為m、電荷為q的粒子,從容器底部小孔S1飄進電勢差為U的加速電場中,它的初速度幾乎為零帶電粒子在磁場中的運動,然后經過S3沿磁場方向進入磁感應強度為B的均勻磁場,最后撞擊到感光膠片D上。 (1)計算粒子進入磁場時的速度 (2)計算粒子在磁場中的軌道半徑 /////了解質譜儀在科學研究中的作用。 /////練習 1、如圖所示,帶有相同電荷的離子a、b、c以相同的速度從O點垂直向下射入均勻磁場中,它們的運動軌跡如圖所示,a、b、c點到O點的距離之比為2:3:4。 則三個離子ma、mb、mc的質量比為:() A 2:3:4 B 4:3:2 C 4:9:16 D 16:9:4 圖中示出了質譜儀的工作原理。 帶電粒子經加速電場加速后,進入速度選擇器,速度選擇器內互相正交的均勻磁場與均勻電場的強度分別為B、E。板S上有供粒子通過的狹縫P,還有記錄粒子位置的膠片A1A2。板S下方有一個磁感應強度為B0的均勻磁場。 下列哪項表述是正確的?() A.質譜儀是分析同位素的重要工具 B.速度選擇器中磁場的方向垂直于紙面,朝外 C.能通過狹縫P的帶電粒子的速度等于E/BD 粒子撞擊薄膜的位置越靠近狹縫P,粒子的比電荷越小。 答案ABC 如圖所示,一束帶電粒子以一定的初速度沿直線穿過由互相正交的均勻磁場(磁感應強度為B)和均勻電場(電場強度為E)組成的速度選擇器,然后粒子穿過平板S上的狹縫P,進入另一均勻磁場(磁感應強度為B′),最后撞擊到A1A2。 下列哪項說法是正確的?()A.粒子帶負電B.所有撞擊到A1A2的粒子在磁感應強度為B′的磁場中,運動時間都相同C. 能通過狹縫P的帶電粒子的速度等于D帶電粒子在磁場中的運動,粒子擊中A1A2的位置離P越近,粒子的比電荷越大 答案:CD/////現代物理學中,人們為了探索原子核的內部結構,需要用高能量的帶電粒子轟擊原子核。帶電粒子如何獲得巨大的能量? 1、直線加速器: ①加速原理:qU=ΔEk ②直線加速器的多級加速:ΔEk=q(U1+U2+U3+U4+…Un) ③直線加速器占用空間大,空間有限。 2、回旋加速器:1932年美國物理學家勞倫斯發明的。 /////二、回旋加速器 1、結構:離子源,兩個D形箱體,均勻磁場(垂直D形箱體),交變電場(兩狹縫之間,交變