电磁应用实例doc
在实际的消费、生活、科技开展中,电磁仪器、仪表、设备有着广泛的应用,它们大多以电磁知识为根底。这类问题既用到运动学知识,又用到能量知识;既涉及电场,又涉及磁场,可以培养学生构建物理模型的才能,
(3)电荷量一样而质量有微小差异的粒子,进入磁场后将沿着不同的半径做圆周运动,打到照相底片的不同地方,在底片上形成假设干谱线状的细条,叫做质谱线。
(4)由于带电粒子的质量极小,因此不能利用宏观物体的测量方法,必须将其转化成其它易测量的物理量。
高能粒子在现代科技活动中具有广泛的应用,如微观粒子的研究、核能的产生等。粒子加速器是实现高能粒子的主要途径,盘旋加速器即是一种。
盘旋加速器的构造:两个留有窄缝的D形扁盒如图4所示,D形扁盒装在真空容器中,整个装置放在宏大电磁铁之间,磁场方向垂直于D形扁盒的底面,两个D形扁盒分别接在高频电源上,中心附近放有粒子源。
如图5所示为盘旋加速器的原理图,假设高频电源的频率和带电粒子在磁场中运动的频率一样,带电粒子就可以在电场中加速,在磁场中作匀速圆周运动,沿图5中的螺线轨道趋于盒的边缘,到达预期的速率后,用特殊装置把它们引出来。
例题3、如图6所示,为一盘旋加速器的示意图,D形扁盒的半径为R,盒间窄缝的间隔 为d,所加电压为U,其电场均匀,上半面中心出口处O放有质量为 m、带电量为 q的正离子源,假设磁感应强度大小为B。
(1)证明带电粒子在磁场中运动的周期和速率无关;(2)求加在D形扁盒窄缝间的高频电源的频率;(3)求离子被加速后的最大动能;(4)假设离子从边缘出来,求它在加速器中运动的时间?
(2)随着带电粒子在电场中的加速,在磁场中作圆周运动的半径也增大,当带电粒子的半径和D形盒的半径相等时,速度最大,因此从D形扁盒边缘出来时的动能最大
(3)设粒子从D形扁盒边缘出来时,在电场中共加速了n次,相应地在磁场中共运动了n个半圆弧,有
总结:1、带电粒子在D形扁盒中盘旋周期等于加在扁盒窄缝间的高频电源的周期。
3、将带电粒子在两盒窄缝之间的运动首尾相连起来,是一个初速为零的匀加速直线年,美国物理学家劳伦Kaiyun官网登录