高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册质谱仪与回旋加速器教学ppt课件

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册质谱仪与回旋加速器教学ppt课件，共16页。PPT课件主要包含了类平抛运动，匀速圆周运动，质谱仪，加速电场，偏转磁场，发明者等内容，欢迎下载使用。
例1.一个质量为m、电荷量为q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
精密测量带电粒子质量和分析同位素（测荷质比）的仪器 。
弗朗西斯·阿斯顿(1877年9月1日出生于英国伯明翰)
问题1.如何让带电粒子加速？
带电粒子初速度为0，将其加速到V需要多大的电压？
问题2.高压会产生哪些问题？如何解决？
容易使周围的空气电离变成导体，击穿电极板。
分级加速——直线加速器
优点：各级电压独立，低压分级加速。
缺点：级数太多，占用空间太大。
SLAC国家加速器实验室位于美国西海岸旧金山湾区南部的门洛帕克，占地约426英亩，成立于1962年，原名“斯坦福直线加速器中心”，2008年10月改名为SLAC国家加速器实验室。 SLAC隶属美国能源部，具体有斯坦福大学负责运行管理。
问题3.如何解决直线加速器占用空间大的缺点？
利用磁场让粒子做圆周运动。
思考：要使粒子每次经过平行极板都被 加速，对平行极板间的电压有何 要求？
注意：平行极板间的电压需周期性改变 方向，且电压的周期与带电粒子 在磁场中做匀速圆周运动的周期 相同。
与粒子的运动速度无关，对于同一粒子周期不变!
问题4.粒子最终获得的速度与哪些因素有关？
与“D形盒”的直径D和磁感应强度B有关，与加速电压U无关。
费米国立加速器实验室（Fermi Natinal Acceleratr Labratry，缩写：Fermilab或 FNAL，简称费米国家实验室。），是隶属于美国能源部的一所美国国家实验室，位于美国伊利诺斯州巴达维亚附近的草原上。
例3.回旋加速器是用来加速一群带电粒子使它获得很大动能的仪器，其核心部分是两个D 形金属扁盒，两盒分别和一高频交流电源两极相接，以便在盒间的窄缝中形成匀强电 场，使粒子每穿过狭缝都得到加速，两盒放在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方 向垂直于盒底面，离子源置于盒的圆心附近，若离子源射出的离子电荷量为q，质量 为m，粒子最大回转半径为Rm ，其运动轨迹见图所示.问 (1)盒内有无电场？ (2)离子在盒内做何种运动？ (3)所加交流电频率应是多大，离子角速度为多大？ (4)离子离开加速器时速度多大，最大动能为多少？ (5)设两D形盒间电场的电势差为U，盒间距离为d，其电场均匀.求加速到上述能量所 需时间.