（2019） 新人教版高中物理高二下学期选择性必修二第一章第四节质谱仪与回旋加速器ppt课件(002).pptx

1、质谱仪与回旋加速器知识回顾 微观带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的圆半径和周期，与粒子运动的速度、磁场的磁感应强度有什么关系呢？知识回顾由：2vqvBmr得：mvrqB再由：22rmTvqB 微观带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的圆半径和周期，与粒子运动的速度、磁场的磁感应强度有什么关系呢？科学探究 在科学研究和工业生产中，常常需要将一束带等量电荷的粒子分开，以便知道其中所含物质的成分。设计实验方案：如何分离不同比荷的带电粒子？科学探究U0LyU dm , q（1）先加速（2）再偏转（1）先加速U0LyU dm , q由：2012qUmv得：02qUvm（2）再偏转（1）先加速U0LyU

2、dm , q由：2012qUmv得：02qUvm（2）再偏转由水平：xv t212qUytmd由竖直：得：204UyxdU电场加速由：2012qUmv得：02qUvmU0Bm , qU0Bm , q电场加速由：2012qUmv得：02qUvm磁场偏转由：2vqvBmr得：mvrqB得：012mUrBq质谱仪弗朗西斯阿斯顿 让某种中性气体分子在电离室A内被电离成离子，大量的电荷量相同，质量不同的同位素，经同一电场U加速后，经S3孔进入匀强磁场，由于其圆周运动的轨道半径不同，就会打在照相底片D的不同位置，出现一系列的谱线。质谱仪科学探究 在粒子物理学的研究中，经常需要高能粒子做为“炮弹”去轰击未知

3、原子，以便“打开”其内部结构。那如何才能获得需要的高能粒子呢？212NqUmv能不能设计一种能实现多次加速，又减少占地空间的加速器呢？212qUmvUm , qB回旋加速器 世界上第一台回旋加速器（劳伦斯）回旋加速器 讨论1：视频中，为了保证带电粒子每次到达D形盒缝隙间都能被加速，那D形盒缝隙的电场方向应该是恒定的还是变化的呢？ 1. 变化电场回旋加速器回旋加速器 讨论2：你认为这个电场变化的周期是恒定的吗？你分析的依据是什么呢？回旋加速器2 mTqB 1. 变化电场 1. 变化电场 2.条件： 2 mTTqB电磁回旋加速器 1. 变化电场 2.条件： 2 mTTqB电磁回旋加速器 在我们讨论

4、带电粒子的回旋时间时，忽略了粒子在缝间的加速时间，为什么可以做这种忽略呢？ 1. 变化电场 2.条件： 2 mTTqB电磁回旋加速器 回旋加速器加速不同比荷的带电粒子，是否需要调整变化电场的周期?回旋加速器 讨论3：某种带电粒子在回旋加速器中被不停的持续加速后，带电粒子的能量能无限增大吗？这个最大能量跟加速电压有关吗？ 1. 变化电场 2.条件： 2 mTTqB电磁mvrqB回旋加速器 1. 变化电场 2.条件： 2 mTTqB电磁mvrqBqBrvm回旋加速器 1. 变化电场 2.条件： 2 mTTqB电磁mvrqBqBrvm 3. 粒子能量2222122kq B rEmvm回旋加速器科学态度和责任超导回旋加速器这是我国最近自主研发成功的超导回旋加速器，质子束能量首次达到231MeV。用于恶性肿瘤、心脑血管等重大疾病的诊断和治疗。美国费米实验室 目前世界上能量最高的超级粒子同步回旋加速器，直径达2公里左右，能量可达500GeV。科学态度和责任电场对带电粒子的作用磁场对带电粒子的作用小 结小 结 一. 质谱仪 二. 回旋加速器由：12mUrBq得：228qUmB D 1.条件： 2 mTTqB电磁 2.粒子能量：2222122kq B rEmvm