带电粒子在匀强磁场中的运动
第三章 第六节
带电粒子垂直磁场方向进入匀强磁场时会做什么运动呢？
思考：
洛伦兹力演示仪
电子枪
加速电压
励磁电流
f=0
一、带电粒子在磁场中的运动
1.匀速直线运动
带电粒子的速度方向与磁场的方向平行，带电粒子受到的洛伦兹力为零，粒子做匀速直线运动。
2.匀速圆周运动----
带电粒子在磁场中运动，它所受的洛伦兹力总与速度方向垂直，所以不做功 ，或者说 只改变粒子的速度方向 ，不改变粒子的速度大小（动能）。
f
垂直进入匀强磁场的带电粒子
思考与讨论：
带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，其轨道半径r和周期T为多大呢？
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？如图所示。
温馨提示
1. 向心力由　　　　　提供
3. 匀速圆周运动v，T与r的关系
4. 向心力大小表达式
洛伦兹力
2 .带电粒子做匀速圆周运动的条件是：
只受洛伦兹力
匀强磁场
周期：
半径：
3、带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，其轨道半径r和周期T的表达式
二、带电粒子在匀强磁场圆周运动的分析方法
关键是圆心、半径及偏心角和运动时间的确定
1.圆心的确定：
（1）已知入射方向和出射方向
过入射点和出射点作垂直于入射方向和出射方向的直线，两直线的交点为圆心。
(F洛提供向心力，F洛垂直于速度)
（2）已知入射方向和出射点的位置
过入射点作入射方向的垂线，连接入射点和出射点作其中垂线，两垂线的交点为圆心。
半径一般都在确定圆心的基础上用平面几何知识求解，常常要解三角形
2. 半径的确定：
计算出粒子所转过的圆心角θ的大小，用公式t= 可求出运动时间。
3.运动时间的确定：
例题1：一个质量为m、电荷量为的粒子，从容器下方的小孔S1飘入电势差为Ｕ的加速电场，然后经过S3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为Ｂ的匀强磁场中，最后打到照相底片Ｄ上求：
（１）求粒子进入磁场
时的速率
（２）求粒子在磁场中
运动的轨道半径
三、质谱仪原理分析
1、质谱仪是测量带电粒子质量和分析 同位素的重要工具
2、基本原理
将质量不等、电荷数相等的带电粒子经同一电场加速再垂直进入同一匀强磁场，由于粒子动量不同，引起轨迹半径不同而分开，进而分析某元素中所含同位素的种类
3、带电粒子进入质谱仪的加速电场
由动能定理：
4、带电粒子进入质谱仪的偏转磁场
洛伦兹力提供向心力：
加速器的种类
1.普通加速器
2.直线加速器
3.回旋加速器
四、加速器
带电粒子通过普通加速器能获得的能量EK一般只能达到几十万到几百万电子伏(ev).
演 示
获得的能量:
演 示
A
回旋加速器主要由D形盒、强电磁铁、交变电源、粒子源、引出装置等组成.
（1）构造
演 示
A
A’
B
B’
A1
A’1
B1
B’1
（2）回旋加速器的原理
思考题1： 带电粒子在D形盒内做圆周运动的周期随半径的增大会不会发生变化?