1.洛伦兹力方向总是垂直于速度方向,所以洛伦兹力不对带电粒子做功,它只改变带电粒子速度的方向,不改变带电粒子速度的大小.
2.垂直射入匀强磁场的带电粒子,在匀强磁场中做匀速圆周运动.洛伦兹力充当向心力.即Bqv=m,所以r=,由v=,得知T=
3.质谱仪的原理和应用
(1)原理图:如图1所示.
图1
(2)加速:带电粒子进入质谱仪的加速电场,由动能定理得:qU=mv2①
(3)偏转:带电粒子进入质谱仪的偏转磁场做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力:qvB=②
(4)由①②两式可以求出粒子的质量、比荷、半径等,其中由r=可知电荷量相同时,半径将随质量变化.
(5)质谱仪的应用:可以测定带电粒子的质量和分析同位素
4.回旋加速器的原理及应用
(1)构造图:如图2所示.
回旋加速器的核心部件是两个D形盒.
图2
(2)原理
回旋加速器有两个铜质的D形盒D1、D2,其间留有一空隙,加以加速电压,离子源处在中心O附近,匀强磁场垂直于D形盒表面.
粒子在两盒空间的匀强磁场中,做匀速圆周运动,在两盒间的空隙中,被电场加速.如果交变电场的周期与粒子在磁场中的运动周期相同,粒子在空隙中总被加速,半径r逐渐增大,达到预定速率后,用静电偏转极将高能粒子引出D形盒用于科学研究.
(3)用途
加速器是使带电粒子获得高能量的装置,是科学家探究原子核的有力工具,而且在工、农、医药等行业得到广泛应用.