质谱仪与回旋加速器
高二物理·安培力与洛伦兹力·难度 5/5·约 28 分钟
一、速度选择器(速度选择场) 结构:正交的匀强电场 和匀强磁场 。 原理:粒子受电场力 和洛伦兹力 ,方向相反。当两力平衡时粒子做匀速直线运动通过: 关键结论: 所以它能从各种粒子中「筛选」出速度恰好为 的那些——这就是「速度选择器」名称的由来。 注意:速度大于 的粒子,洛伦兹力占优,向洛伦兹力方向偏转;速度小于的则向电场力方向偏转。 二、质谱仪 结构:加速电场 + 速度选择器(可选)+ 偏转磁场。
学完你应该能
- 理解速度选择器的原理和 v=E/B 的普适性
- 掌握质谱仪的工作原理和比荷的计算
- 理解回旋加速器的工作原理和等时性的关键作用
- 掌握最大动能与加速电压无关这一重要结论
常见易错点
认为回旋加速器的最大动能与加速电压有关——最高频错误。只由 和 决定。 认为速度选择器筛选的速度与粒子性质有关: 与 q、m 无关。 认为 D 形盒内也有电场:盒内只有磁场,电场只在缝隙处。 算加速次数时忘记一圈加速两次。 质谱仪中把半径当直径(感光板上测的是直径)。 不理解相对论效应对回旋加速器的限制。
建议先学
这些知识点是学懂《质谱仪与回旋加速器》的基础。
看完整讲解
这个知识点有 5 个由教师实名选定的讲解视频和 30 道配套练习题。注册后可以观看视频、做题自测,系统会记录你的掌握度,做错的题自动进错题本并按遗忘曲线提醒复习。