高中人教版 (2019)质谱仪与回旋加速器表格教案

这是一份高中人教版 (2019)质谱仪与回旋加速器表格教案，共6页。教案主要包含了思路点拨等内容，欢迎下载使用。
课程基本信息
学科
物理
年级
高二
学期
(春季/秋季)
课题
质谱仪
教科书
书 名：选修2教材
出版社：人民教育出版社 出版日期：2020年5月
教学目标
1.区分电荷量相同、质量不同的带电粒子
2.知道质谱仪的工作原理及用途。
3.会求被测粒子的比荷
教学内容
教学重点：
1. 知道质谱仪的工作原理。
2. 会求被测粒子的比荷。
教学难点：
1.求被测粒子的比荷。
2. XXX。
教学过程
在科学研究和工业生产中，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。
结合所学知识，区分电荷量相同、质量不同的带电粒子可以尝试哪些猜想？
猜想一：带电粒子垂直进入偏转电场
猜想二：带电粒子垂直进入偏转磁场
分开比荷不同的带电粒子的猜想
猜想一：先用加速电场加速比荷不同的带电粒子，再用匀强电场使带电粒子偏转，从而把它们分开。原理图如图所示：
猜想二：先用加速电场加速比荷不同的带电粒子，再用匀强磁场使带电粒子偏转，从而把它们分开。原理图如图所示：
由粒子的轨道半径表达式可知，比荷不同的带电粒子的半径不同，这种方法可以分开比荷不同的粒子。
质谱仪
1.质谱仪：利用磁场对带电粒子的偏转，由带电粒子的电荷量、轨道半径确定其质量的仪器。
2.结构及作用 ：
①电离室：使中性气体电离，产生带电粒子
②加速电场：使带电粒子获得速度
③粒子速度选择器：以相同速度进入偏转磁场
④偏转磁场：使不同带电粒子偏转分离
⑤照相底片：记录不同粒子偏转位置及半径
3.原理：
由于粒子的荷质比不同，则做圆周运动的半径也不同，因此打到不同的位置。
4.作用：
①可测粒子的质量及比荷
②与已知粒子半径对比可发现未知的元素和同位素
质谱仪是测量带电粒子质量和分析同位素的重要工具
小试牛刀
2：A粒子源可以无初速度释放某元素的三种同位素原子核，经过相同电压U加速后，垂直进入偏转磁场，并垂直打在感光片上。若测出三种粒子偏转半径之比约为1.00:1.41:1.73，则：三种粒子的比荷之比为：___6:3:2___
3、 如图所示是测量带电粒子质量的仪器的工作原理示意图．设法将某有机化合物的气态分子导入图中所示的容器A中，使它受到电子束轰击，失去一个电子变成正一价的分子离子．分子离子从狭缝S1以很小的速度进入电压为U的加速电场区(初速不计)，加速后，再通过狭缝S2、S3射入磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于磁场区的界面PQ。最后，分子离子打到感光片上，形成垂直于纸面而且平行于狭缝S3的细线．若测得细线到狭缝S3的距离为d，导出分子离子的质量m的表达式．
【思路点拨】 粒子先在电场中做加速运动，粒子再在磁场中做圆周运动，经半个周期打到感光片上．