帶電粒子電磁場中運動常見幾種儀器

1、1.速度選擇器速度選擇器電場力與洛倫茲力的平電場力與洛倫茲力的平衡衡總結(jié)：總結(jié)：速度選擇器速度選擇器任何一個存在正交電場的磁場的空間都可看任何一個存在正交電場的磁場的空間都可看作速度選擇器作速度選擇器速度選擇器只選擇速度而不選擇粒子的種類，速度選擇器只選擇速度而不選擇粒子的種類，只要只要v=E/B，粒子就能沿直線勻速通過選擇器，粒子就能沿直線勻速通過選擇器，而與粒子的電性、電荷量、質(zhì)量無關(guān)。（不計而與粒子的電性、電荷量、質(zhì)量無關(guān)。（不計重力）重力）對于確定的速度選擇器有確定的入口與出口。對于確定的速度選擇器有確定的入口與出口。dLSab總結(jié)：總結(jié)：磁流體發(fā)電機、磁流體發(fā)電機、磁流體發(fā)電機磁流體

2、發(fā)電機進入磁場的進入磁場的粒子帶正、負粒子帶正、負電荷電荷當當Eq=Bqv時兩時兩板間電勢差達到板間電勢差達到最大最大U=Bdv IBUKdAA_1Kne霍爾效應（磁強計）霍爾效應（磁強計）導體中通過電流時，導體中通過電流時，在運動的電荷為電子，在運動的電荷為電子，帶負電；帶負電；當電子所受電場力與當電子所受電場力與洛侖茲力相等時，導體洛侖茲力相等時，導體上、下側(cè)電勢差穩(wěn)定。上、下側(cè)電勢差穩(wěn)定。設設c c、d d間電勢差達到穩(wěn)定，則間電勢差達到穩(wěn)定，則U=ELU=EL，此時導電的自，此時導電的自由電荷受到的電場力與洛倫茲力相平衡，由電荷受到的電場力與洛倫茲力相平衡，Eq=qvBEq=qvB，式

3、中式中v v為自由電荷的定向移動速度。由此可知，為自由電荷的定向移動速度。由此可知， 。設導體中單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為設導體中單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n n，則電流，則電流I=nqsvI=nqsv，式中，式中S S為導體橫截面積，為導體橫截面積，S=LdS=Ld。因此，由。因此，由此可知此可知BUBU。這樣只要將裝置先在已知磁場中定出這樣只要將裝置先在已知磁場中定出標度，就可通過測定標度，就可通過測定U U來確定來確定B B的大小了的大小了電磁流量計電磁流量計4.電磁流量計電磁流量計根據(jù)霍爾效應其原理可解釋為：所示，一圓形導管直徑為d，用非磁性材料制成，其中有可以導電的液體向左流動。導電液體

4、中的自由電荷（正負離子）在洛倫茲力作用下橫向偏轉(zhuǎn)，a、b間出現(xiàn)電勢差。當自由電荷所受電場力和洛倫茲力平衡時，a、b間的電勢差就保持穩(wěn)定。由qvB=Eq= ，可得v= ， 流量Q=sv=BdUBdUd4.42BdUqdU電磁流量計電磁流量計總結(jié)：總結(jié)：電磁流量計、 電磁流量計電磁流量計 流動的導電液體含有正、負離子流動的導電液體含有正、負離子 流量指單位時間內(nèi)流過的體流量指單位時間內(nèi)流過的體積：積： Q=Sv當液體內(nèi)的自由電荷所受電場當液體內(nèi)的自由電荷所受電場力與洛侖茲力相等時，力與洛侖茲力相等時，a、b間的間的電勢差穩(wěn)定。電勢差穩(wěn)定。 5.質(zhì)譜儀質(zhì)譜儀原理分析原理分析1、質(zhì)譜儀是測量帶電粒子質(zhì)

5、量和分析同位素的重要工具、質(zhì)譜儀是測量帶電粒子質(zhì)量和分析同位素的重要工具2、基本原理、基本原理將質(zhì)量不等、電荷數(shù)相等的帶電粒將質(zhì)量不等、電荷數(shù)相等的帶電粒子經(jīng)同一電場加速再垂直進入同一勻強子經(jīng)同一電場加速再垂直進入同一勻強磁場，由于粒子動量不同，引起軌跡半磁場，由于粒子動量不同，引起軌跡半徑不同而分開，進而分析某元素中所含徑不同而分開，進而分析某元素中所含同位素的種類同位素的種類3、推導推導212qUm v加 速 ：12mvRdqB偏轉(zhuǎn)：1122mURdBqA3A1A2A4直線加速器直線加速器粒子在每個加速電場中的運動時間相等，粒子在每個加速電場中的運動時間相等，因為交變電壓的變化周期相同因為交變電壓的變化周期相同回回旋旋加加速速器器密立根實驗密立根實驗電場力與電場力與重力實驗重力實驗速度選擇器速度選擇器電場力與洛倫電場力與洛倫茲力的平衡茲力的平衡直線加速器直線加速器電場的加電場的加速速質(zhì)譜儀質(zhì)譜儀磁場偏轉(zhuǎn)磁場偏轉(zhuǎn)示波管示波管電場的加速和電場的加速和偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)回旋加速器回旋加速器電場加速、磁電場加速、磁場偏轉(zhuǎn)場偏轉(zhuǎn)電流表電流表安培力矩安培力矩電視機顯像管電視機顯像管電場加速、電場加速、磁場偏轉(zhuǎn)磁場偏轉(zhuǎn)電動機電動機安培力矩安培力矩磁流體發(fā)電磁流體發(fā)電電場力與洛倫電場力與洛倫茲力的平衡茲