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1、五 带电粒子在磁场中的运动 质谱仪,复习知识:,1.带电粒子在磁场中受洛伦兹力的计算公式？带电粒子运动方向垂直于磁场方向，带电粒子运动方向平行于磁场方向，。2.带电粒子进入磁场时所受的洛伦兹力的方向？,问题带电粒子垂直磁场方向进入匀强磁场时会做什么运动呢？今天我们带着这个问题来学习第五节的内容。,新课,问题讨论：,1、带电粒子的轨迹在哪个方位？2、速度如何变化？3、受力如何变化？4、轨迹是什么形状?,演示实验：带电粒子在磁场中的运动轨迹,演示仪器：洛伦兹力演示仪工作原理：由电子枪发出的电子射线可以使管的低压水银蒸汽发出辉光，显示出电子的径迹。,两个平行的通电环形线圈可产生沿轴线方向的匀强磁场,
2、结论：带电粒子垂直进入磁场中，粒子在垂直磁场方向的平面内做匀速圆周运动，此洛伦兹力不做功。,问题：一带电量为q，质量为m，速度为v的带电粒子垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，其半径r和周期T为多大？,实验现象：在暗室中可以清楚地看到，在没有磁场作用时，电子的径迹是直线；在管外加上匀强磁场，电子的径迹变弯曲成圆形。,推导:粒子做匀速圆周运动所需的向心力 是由粒子所受的洛伦兹力提供的,所以,说明:1、轨道半径和粒子的运动速率成正比。2、带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期和运动速率无关。,例题2：如图所示，一束带正电的相同的粒子垂直磁场边界自O点射入匀强磁场中后分成了3束，其运动轨迹如图，粒子运
3、动方向与磁场方向垂直，不计粒子的重力作用，已知OA=OC/2=OD/3，则这三束粒子的速率之比,=,例题3：如图所示是 以相同的速度v垂直射入匀强磁场的部分运动轨迹，则1、2、3分别表示的是的运动轨迹，它们的运动半径之比是。,例4:一质量为m，电荷量为q的粒子，从容器A下方的小孔S1飘入电势差为U的加速电场。然后让粒子垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动，最后打到照相底片D上（如图所示）。求：（1）粒子进入 磁场时的速率；（2）粒子在磁场中运动的轨道半径。,质谱仪介绍：质谱仪是由汤姆生的学生阿斯顿设计的。他用质谱仪首先得到了氖-20和氖-22的质谱线，证实了同位素的存在。用途：经过
4、多次改进，质谱仪已经成了一种十分精密的仪器，是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具。,练习题：1、匀强磁场中，有两个电子分别以速率v和2v沿垂直于磁场方向运动，哪个电子先回到原来的出发点？解因为电子在匀强磁场中的运动周期和电子的速率无关，所以两个电子同时回到原来的出发点。2、质子和一价钠离子分别垂直进入同一匀强磁场中做匀速圆周运动，如果它们的圆运动半径恰好相等，这说明它们在刚进入磁场时（）A、速率相等 B、动量大小相等 C、动能相等 D、质量相等解 B讨论：在匀强磁场中如果带电粒子的运动方向不和磁感 应强度方向垂直，它的运动轨迹是什么样的曲线？,小结：本节课我们主要学习了：1、洛伦兹力对带电粒子不做功。2、带电粒子的初速度方向和磁感应强度的方向垂直时，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。3、会推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径、周期公式，并会用它们解答有关问题。4、知道质谱仪的工作原理。,作业：P182练习四（1）（2）（5）（6）,谢谢！,
