大學(xué)物理9-7 帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

一洛侖茲力電場(chǎng)力磁場(chǎng)力（洛侖茲力）+

運(yùn)動(dòng)電荷在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中受的力方向：即以右手四指由經(jīng)小于的角彎向，拇指的指向就是正電荷所受洛侖茲力的方向.

例1

一質(zhì)子沿著與磁場(chǎng)垂直的方向運(yùn)動(dòng),在某點(diǎn)它的速率為.由實(shí)驗(yàn)測(cè)得這時(shí)質(zhì)子所受的洛侖茲力為.求該點(diǎn)的磁感強(qiáng)度的大小.解由于與垂直，可得問(wèn)

1）洛侖茲力作不作功？2）負(fù)電荷所受的洛侖茲力方向？

例9-11

下圖為一速度選擇器的原理圖。當(dāng)一束電子射入相互垂直的均勻電場(chǎng)和均勻磁場(chǎng)時(shí)，只有一定速率的電子能夠沿直線(xiàn)前進(jìn)通過(guò)小孔S。設(shè)產(chǎn)生均勻電場(chǎng)的平行板間的電壓為300V，間距為5cm，垂直紙面的均勻磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為。問(wèn)：(i)磁場(chǎng)的方向應(yīng)指向里還是指向外？（ii）速率為多大的電子才能通過(guò)小孔？解（i）由圖知電場(chǎng)強(qiáng)度方向向下，使帶負(fù)電的電子受力方向向上。如果沒(méi)有磁場(chǎng)，電子束將向上偏轉(zhuǎn)。為了使電子能沿直線(xiàn)穿過(guò)小孔S，所加的磁場(chǎng)施于電子束的洛侖茲力必須是向下的。這就要求的方向應(yīng)向里，才能保證有。（ii）電子受到的電場(chǎng)力大小為，洛侖茲力的大小為與電子的速率有關(guān)。能夠通過(guò)小孔S的電子的速率應(yīng)滿(mǎn)足下式即由此解得因?yàn)椋║和d分別為平板間的電壓和距離），故上式表明，能夠通過(guò)速度選擇器的粒子的速率，與它的電荷和質(zhì)量無(wú)關(guān)。將數(shù)據(jù)代入上式，即得二帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)舉例1.回旋半徑和回旋頻率由能量守恒定律得得

例3

在垂直紙平面的均勻磁場(chǎng)作用下，有一電子束在紙平面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng)，其半徑為.已知電子是在的加速電壓作用下，由靜止獲得作勻速圓速度的.試求（1）均勻磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度是多少？（2）電子的角速率是多少？解（1）電子的質(zhì)量（2）電子的角速率由2

.磁聚焦（洛侖茲力不做功）洛侖茲力

與不垂直螺距應(yīng)用電子光學(xué),電子顯微鏡等.磁聚焦在均勻磁場(chǎng)中某點(diǎn)A

發(fā)射一束初速相差不大的帶電粒子,它們的與之間的夾角不盡相同,但都較小,這些粒子沿半徑不同的螺旋線(xiàn)運(yùn)動(dòng),因螺距近似相等,都相交于屏上同一點(diǎn),此現(xiàn)象稱(chēng)之為磁聚焦.霍耳效應(yīng)三霍耳效應(yīng)I霍耳電壓霍耳系數(shù)++++

+

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-----量子霍爾效應(yīng)（1980年）霍耳電阻I++++---P型半導(dǎo)體+-霍耳