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第一章 安培力与洛伦兹力
4　质谱仪和回旋加速器
世界上最基础的粒子诞生于回旋加速器
1．探究能力：知道质谱仪和回旋加速器的构造和原理．
2．推理能力：会确定粒子在磁场中运动的半径，会求粒子的比荷．
探究明理
01
一、质谱仪
1.质谱仪构造：主要构件有加速_____、偏转_____和照相底片.
电场
磁场
2.运动过程(如图1)
(1)带电粒子经过电压为U的加速电场加速，____＝ .
(2)垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，做匀
速圆周运动，r＝_____，可得r＝_________.
3.分析：从粒子打在底片D上的位置可以测出圆周的半径r，进而可以算出粒子的_____.
qU
比荷
图1
(2)磁场的特点及作用
特点：D形盒处于与盒面垂直的_____磁场中.
作用：带电粒子在洛伦兹力作用下做_________运动，从而改变运动______，______圆周后再次进入电场.
2.工作原理
(1)电场的特点及作用
特点：两个D形盒之间的窄缝区域存在___________的电场.
作用：带电粒子经过该区域时被_____.
二、回旋加速器
1.回旋加速器的构造：两个D形盒，两D形盒接____流电源，D形盒处于垂直于D形盒的匀强____中，如图2.
图2
交
磁场
周期性变化
加速
匀强
匀速圆周
方向
半个
HEXINJIEYI
>> 核心解疑 掌握要点
02
2.回旋加速器
(1)粒子被加速的条件
带电粒子要保障每次进入电场中能够使其运动速度方向与电场力方向相同即可被加速，这就要求交流电压的周期等于粒子在磁场中运动的周期.
(3)提高粒子的最终能量的措施：由Ekm＝ 可知，应增大磁感应强度B和D形盒的半径R.
(4)粒子被加速次数的计算：粒子在回旋加速器中被加速的次数n＝ (U是加速电压的大小).
(5)粒子在回旋加速器中运动的时间：在电场中运动的时间为t1，在磁场中运动的时间为 (n为加速次数)，总时间为t＝t1＋t2，因为t1 t2，一般认为在盒内的时间近似等于t2.
(2)粒子最终的能量
【典例1】
DIANLIJIEXI
>> 典例解析 足本溯源
03
质谱仪求比荷问题
【变式1】 用质谱仪测量带电粒子的比荷，其原理如图所示，A是粒子源，释放出的带电粒子（不计重力）经小孔飘入电压为U的加速电场（初速度可忽略不计），加速后经小孔进入磁感应强度大小为B的匀强磁场中，最后打在照相底片上的D点。测得D点到的距离为d，则该粒子的比荷等于（　　）
A． B． C． D．
【典例2】
质谱仪区分粒子问题
【变式2】
回旋加速器
ZOUJINGAOKAO
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04
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05

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