人教版高二物理選擇性必修第二冊第一章課件14質(zhì)譜儀-回旋加速器教學(xué)課件

1.4質(zhì)譜儀回旋加速器1.4質(zhì)譜儀回旋加速器1應(yīng)用：同一磁場中不同帶電粒子的跡徑不同能否根據(jù)帶電粒子的運動軌跡分辨初速度為零但比荷不同的粒子？質(zhì)譜儀通過測出粒子圓周運動的半徑，計算粒子的比荷或質(zhì)量及分析同位素的儀器.應(yīng)用：同一磁場中不同帶電粒子的跡徑不同能否根據(jù)帶電2

例1：一個質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子，從容器下方的小孔S1飄入電勢差為U的加速電場，其初速度幾乎為零，然后經(jīng)過S3沿著與磁場垂直的方向進入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，最后打到照相底片D上。（1）求粒子進入磁場時的速率。（2）求粒子在磁場中運動的軌道半徑。例1：一個質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子，從3可見半徑不同意味著比荷不同，意味著它們是不同的粒子可見半徑不同意味著比荷不同，意味著它們是不同的粒子4

氘核和α粒子，從靜止開始經(jīng)相同電場加速后，垂直進入同一勻強磁場作圓周運動.則這兩個粒子的(1)動能之比為多少?(2)軌道半徑之比為多少?(3)周期之比為多少?鞏固訓(xùn)練1:21:11:1氘核和α粒子，從靜止開始經(jīng)相同電場加5加速器問題1：用什么方法可以加速帶電粒子?

利用加速電場可以加速帶電粒子+U+++加速器問題1：用什么方法可以加速帶電粒子?利用加速電場可以6問題2：要使一個帶正電粒子獲得更大的速度(能量)?

采用多個電場,使帶電粒子多級加速

采用上圖進行多級加速,真的可行嗎?有什么問題?如何改進?問題2：要使一個帶正電粒子獲得更大的采用多個電場,使帶電粒子7斯坦福大學(xué)的加速器

直線加速器占地太大，能不能讓它小一點？斯坦福大學(xué)的加速器直線加速器占地太大，能不能讓它小一點？81932年,美國物理學(xué)家勞侖斯發(fā)明了回旋加速器，從而使人類在獲得具有較高能量的粒子方面邁進了一大步．為此，勞侖斯榮獲了諾貝爾物理學(xué)獎．二、回旋加速器1932年,美國物理學(xué)家勞侖斯發(fā)明了回旋加速器，從而使人類在91、結(jié)構(gòu)：①兩個D形盒及兩個大磁極②D形盒間的窄縫③高頻交流電二、回旋加速器1、結(jié)構(gòu)：102、原理交變電壓：保證帶電粒子每次經(jīng)過窄縫時都被加速。用磁場控制軌道、用電場進行加速2、原理交變電壓：保證帶電粒子每次經(jīng)過窄縫時都被加速11問題1：粒子被加速后，運動速率和運動半徑都會增加，它的運動周期會增加嗎?問題1：粒子被加速后，運動速率和運動半徑都會增加，它的運動周12問題2：在回旋加速器中，如果兩個D型盒不是分別接在高頻交流電源的兩極上，而是接在直流的兩極上，那么帶電粒子能否被加速？請在圖中畫出粒子的運動軌跡。

?問題2：在回旋加速器中，如果兩個D型盒不是分別接在高頻交流電13

問題3：要使粒子每次經(jīng)過電場都被加速，應(yīng)在電極上加一個

電壓。交變交變電壓的周期TE=粒子在磁場中運動的周期TB根據(jù)下圖，說一說為使帶電粒子不斷得到加速，提供的電壓應(yīng)符合怎樣的要求？問題3：要使粒子每次經(jīng)過電場都被加速，應(yīng)在電極上加一個14人教版高二物理選擇性必修第二冊第一章課件115

問題4：回旋加速器加速的帶電粒子的最終能量由哪些因素決定?觀點1：認為電場是用來加速的，磁場是用來回旋的，最終的能量應(yīng)與磁場無關(guān)。應(yīng)與電場有關(guān)，加速電壓越高，粒子最終能量越高。對嗎？觀點2：運動半徑最大Rm=mVm/qB,得Vm=qBRm/m

半徑最大時，速度也應(yīng)最大。帶電粒子的運動最大半徑等于D形盒的半徑時，粒子的速度達到最大。對嗎？問題4：回旋加速器加速的帶電粒子的最終能量由哪些因素決定?16問題5：已知D形盒的直徑為D，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，交變電壓的電壓為U，求：從出口射出時，粒子的速度v=?DV=？UB解：當粒子從D形盒出口飛出時，粒子的運動半徑=D形盒的半徑問題5：已知D形盒的直徑為D，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，交變17問題6：已知D形盒的直徑為D，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，交變電壓的電壓為U，求:(1)從出口射出時，粒子的動能Ek=?(2)要增大粒子的最大動能可采取哪些措施?DV=？UB問題6：已知D形盒的直徑為D，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，交變18問題7：R越大，EK越大，是不是只要R不斷增大，EK

就可以無限制增大呢?實際并非如此．例如：用這種經(jīng)典的回旋加速器來加速粒子，最高能量只能達到20MeV．這是因為當粒子的速率大到接近光速時，按照相對論原理，粒子的質(zhì)量將隨速率增大而明顯地增加，從而使粒子的回旋周期也隨之變化，這就破壞了加速器的同步條件．問題7：實際并非如此．例如：用這種經(jīng)典的回旋加速器來加速粒子192、交變電場的周期和粒子的運動周期T相同----保證粒子每次經(jīng)過交變電場時都被加速1、粒子在勻強磁場中的運動周期不變

二、回旋加速器小結(jié)3、粒子加速的最大速度由盒的半徑?jīng)Q定2、交變電場的周期和粒子的運動周期T相同----保證粒子每次20為了獲得更高能量的帶電粒子，人們又繼續(xù)尋找新的途徑．例如，設(shè)法使交變電源的變化周期始終與粒子的回旋周期保持一致，于是就出現(xiàn)了同步回旋加速器．除此之外，人們還設(shè)計制造出多種其它的新型加速器．目前世界上最大的加速器已能使質(zhì)子達到10000億eV(106MeV)以上的能量．為了獲得更高能量的帶電粒子，人們又繼續(xù)尋找新的途徑．例如，設(shè)21美國費米實驗室加速器美國費米實驗室加速器22人教版高二物理選擇性必修第二冊第一章課件123例1：關(guān)于回旋加速器中電場和磁場的作用的敘述，正確的是()A、電場和磁場都對帶電粒子起加速作用B、電場和磁場是交替地對帶電粒子做功的C、只有電場能對帶電粒子起加速作用D、磁場的作用是使帶電粒子在D形盒中做勻速圓周運動CD例1：關(guān)于回旋加速器中電場和磁場的作用的敘述，正確的是(24例2：質(zhì)量為m、帶電量為q的帶電粒子在回旋加速器中央狹縫的正中間由靜止釋放，在電場加速后進入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中做圓周運動，設(shè)電場的加速電壓為U，則粒子第一次做勻速圓周運動的軌道半徑R0=

，粒子在磁場中的周期T=

。交變電壓的周期T=?例2：質(zhì)量為m、帶電量為q的帶電粒子在回旋加速器中央狹縫的正25例3：一回旋加速器，可把質(zhì)子加速到v，使它獲得動能EK（1）能把α粒子加速到的速度為?（2）能把α粒子加速到的動能為?（3）加速α粒子的交變電場頻率與加速質(zhì)子的交變電場頻率之比為?例3：一回旋加速器，可把質(zhì)子加速到v，使它獲得動能EK26本課小結(jié)：二、應(yīng)用：1、質(zhì)譜儀：研究同位素（測荷質(zhì)比）的

裝置由加速電場、偏轉(zhuǎn)磁場等組成2、回旋加速器：使帶電粒子獲得高能量的裝置由D形盒、高頻交變電場等組成本課小結(jié)：二、應(yīng)用：1、質(zhì)譜儀：研究同位素（測荷質(zhì)比）的27謝謝觀賞！?。≈x謝觀賞?。?！28當你的才華還撐不起你的野心時，你就該努力。心有猛虎，細嗅薔薇。我TM竟然以為我竭盡全力了。能力是練出來的，潛能是逼出來的，習(xí)慣是養(yǎng)成的，我的成功是一步步走出來的。不要因為希望去堅持，要堅持的看到希望。最怕自己平庸碌碌還安慰自己平凡可貴。腳踏實地過好每一天，最簡單的恰恰是最難的。拿夢想去拼，我怎么能輸。只要學(xué)不死，就往死里學(xué)。我會努力站在萬人中央成為別人的光。行為決定性格，性格決定命運。不曾揚帆，何以至遠方。人生充滿苦痛，我們有幸來過。如果驕傲沒有被現(xiàn)實的大海冷冷拍下，又怎么會明白要多努力才能走到遠方。所有的豪言都收起來，所有的吶喊都咽下去。十年后所有難過都是下酒菜。人生如逆旅，我亦是行人。駕馭命運的舵是奮斗，不抱有一絲幻想，不放棄一點機會，不停止一日努力。失敗時郁郁寡歡，這是懦夫的表現(xiàn)。所有偷過的懶都會變成打臉的巴掌。越努力，越幸運。每一個不起舞的早晨，都是對生命的辜負。死魚隨波逐流，活魚逆流而上。墻高萬丈，擋的只是不來的人，要來，千軍萬馬也是擋不住的既然選擇遠方，就注定風(fēng)雨兼程。漫漫長路，荊棘叢生，待我用雙手踏平。不要忘記最初那顆不倒的心。胸有凌云志，無高不可攀。人的才華就如海綿的水，沒有外力的擠壓，它是絕對流不出來的。流出來后，海綿才能吸收新的源泉。感恩生命，感謝她給予我們一個聰明的大腦。思考疑難的問題，生命的意義；贊頌真善美，批判假惡丑。記住精彩的瞬間，激動的時刻，溫馨的情景，甜蜜的鏡頭。感恩生命賦予我們特有的靈性。善待自己，幸福無比，善待別人，快樂無比，善待生命，健康無比。一切偉大的行動和思想，都有一個微不足道的開始。在你發(fā)怒的時候，要緊閉你的嘴，免得增加你的怒氣。獲致幸福的不二法門是珍視你所擁有的、遺忘你所沒有的。驕傲是勝利下的蛋，孵出來的卻是失敗。沒有一個朋友比得上健康，沒有一個敵人比得上病魔，與其為病痛暗自流淚，不如運動健身為生命添彩。有什么別有病，沒什么別沒錢，缺什么也別缺健康，健康不是一切，但是沒有健康就沒有一切。什么都可以不好，心情不能不好；什么都可以缺乏，自信不能缺乏；什么都可以不要，快樂不能不要；什么都可以忘掉，健身不能忘掉。選對事業(yè)可以成就一生，選對朋友可以智能一生，選對環(huán)境可以快樂一生，選對伴侶可以幸福一生，選對生活方式可以健康一生。含淚播種的人一定能含笑收獲一個有信念者所開發(fā)出的力量，大于個只有興趣者。忍耐力較諸腦力，尤勝一籌。影響我們?nèi)松慕^不僅僅是環(huán)境，其實是心態(tài)在控制個人的行動和思想。同時，心態(tài)也決定了一個人的視野、事業(yè)和成就，甚至一生。每一發(fā)奮努力的背后，必有加倍的賞賜。懶惰像生銹一樣，比操勞更消耗身體。所有的勝利，與征服自己的勝利比起來，都是微不足道。所有的失敗，與失去自己的失敗比起來，更是微不足道挫折其實就是邁向成功所應(yīng)繳的學(xué)費。在這個塵世上，雖然有不少寒冷，不少黑暗，但只要人與人之間多些信任，多些關(guān)愛，那么，就會增加許多陽光。一個能從別人的觀念來看事情，能了解別人心靈活動的人，永遠不必為自己的前途擔心。當一個人先從自己的內(nèi)心開始奮斗，他就是個有價值的人。沒有人富有得可以不要別人的幫助，也沒有人窮得不能在某方面給他人幫助。時間告訴你什么叫衰老，回憶告訴你什么叫幼稚。不要總在過去的回憶里纏綿，昨天的太陽，曬不干今天的衣裳。今天做別人不愿做的事，明天就能做別人做不到的事。到了一定年齡，便要學(xué)會寡言，每一句話都要有用，有重量。喜怒不形于色，大事淡然，有自己的底線。趁著年輕，不怕多吃一些苦。這些逆境與磨練，才會讓你真正學(xué)會謙恭。不然，你那自以為是的聰明和藐視一切的優(yōu)越感，遲早會毀了你。無論現(xiàn)在的你處于什么狀態(tài)，是時候?qū)ψ约赫f：不為模糊不清的未來擔憂，只為清清楚楚的現(xiàn)在努力。世界上那些最容易的事情中，拖延時間最不費力。崇高的理想就像生長在高山上的鮮花。如果要搞下它，勤奮才能是攀登的繩索。行動是治愈恐懼的良藥，而猶豫、拖延將不斷滋養(yǎng)恐懼。海浪的品格，就是無數(shù)次被礁石擊碎又無數(shù)閃地撲向礁石。人都是矛盾的，渴望被理解，又害怕被看穿。經(jīng)過大海的一番磨礪，卵石才變得更加美麗光滑。生活可以是甜的，也可以是苦的，但不能是沒味的。你可以勝利，也可以失敗，但你不能屈服。越是看起來極簡單的人，越是內(nèi)心極豐盛的人。盆景秀木正因為被人溺愛，才破滅了成為棟梁之材的夢。樹苗如果因為怕痛而拒絕修剪，那就永遠不會成材。生活的激流已經(jīng)涌現(xiàn)到萬丈峭壁，只要再前進一步，就會變成壯麗的瀑布。生命很殘酷，用悲傷讓你了解什么叫幸福，用噪音教會你如何欣賞寂靜，用彎路提醒你前方還有坦途。山澗的泉水經(jīng)過一路曲折，才唱出一支美妙的歌通過云端的道路，只親吻攀登者的足跡。敢于向黑暗宣戰(zhàn)的人，心里必須充滿光明。驕傲，是斷了引線的風(fēng)箏，稍縱即逝；自卑，是剪了雙翼的飛鳥，難上青天。這兩者都是成才的大向你的美好的希冀和追求撒開網(wǎng)吧，九百九十九次落空了，還有一千次呢。只有創(chuàng)造，才是真正的享受，只有拼搏，才是充實的生活。激流勇進者方能領(lǐng)略江河源頭的奇觀勝景忙于采集的蜜蜂，無暇在人前高談闊論有一個人任何時候都不會背棄你，這個人就是你自己。誰不虛偽，誰不善變，誰都不是誰的誰。又何必把一些人，一些事看的那