《洛倫茲力與現(xiàn)代技術(shù)》參考課件

第6節(jié)洛倫茲力與現(xiàn)代技術(shù)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道在洛倫茲力作用下，帶電粒子垂直進(jìn)入磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．2.會(huì)應(yīng)用公式F＝qvB推導(dǎo)帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑、周期公式，并會(huì)應(yīng)用它們解答有關(guān)問題．3.知道回旋加速器、質(zhì)譜儀的基本構(gòu)造，原理以及基本用途.思維啟迪為了研究物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，科學(xué)家必須用各種各樣的加速器產(chǎn)生出速度很大的高能粒子，歐洲核子研究中心的粒子加速器周長(zhǎng)達(dá)27km(如圖3-6-1所示的大圓)．為什么加速器需要那么大的周長(zhǎng)呢？位于法國和瑞士邊界的歐洲核子研究中心

圖3-6-1

0勻速圓周向心力圖3-6-4

帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

圖3-6-5

圖3-6-6

三、在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的多解問題

帶電粒子在洛倫茲力的作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，出現(xiàn)多解原因包含以下幾個(gè)方面：1.帶電粒子電性不確定形成多解受洛倫茲力作用的帶電粒子，可能帶正電，也可能帶負(fù)電，在初速度相同的條件下，正負(fù)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡不同，導(dǎo)致形成多解．2.磁場(chǎng)方向不確定形成多解有時(shí)題目中只告訴了磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，而未具體指出磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，此時(shí)必須要考慮磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的不確定而形成的多解．3.臨界狀態(tài)不唯一形成多解帶電粒子在洛倫茲力作用下穿越有界磁場(chǎng)時(shí)，由于帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡是圓周的一部分，因此帶電粒子可能穿越了有界磁場(chǎng)，也可能轉(zhuǎn)過180°能夠從入射的那一邊反向飛出，就形成多解．4.帶電粒子運(yùn)動(dòng)的重復(fù)性形成多解帶電粒子在部分是電場(chǎng)，部分是磁場(chǎng)的空間中運(yùn)動(dòng)時(shí)，往往具有重復(fù)性的運(yùn)動(dòng)，形成了多解.垂直電場(chǎng)線進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)(不計(jì)重力)垂直磁感線進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)(不計(jì)重力)受力情況電場(chǎng)力FE＝qE，其大小、方向不變，與速度v0無關(guān)，F(xiàn)E是恒力洛倫茲力FB＝qvB，其大小不變，方向隨v而改變，F(xiàn)B是變力圖3-6-10

質(zhì)譜儀和