-->
Ïðèìåíåíèå ñèëû Ëîðåíöà. Öèêëè÷åñêèé óñêîðèòåëü. Ôèçèêà 10-11 êë. Ìÿêèøåâ
ìîé ÞÒÓÁ êàíàë ïðèêîëüíûõ ÌÓËÜÒÈÊÎÂ!
ìîé ÒÅËÅÃÐÀÌ êàíàë ïðèêîëüíûõ ÌÓËÜÒÈÊÎÂ!

 


Ñîäåðæàíèå

 

Ãëàâíàÿ >> Ýëåêòðîäèíàìèêà. Ôèçèêà 10-11 êë. Ìÿêèøåâ

Ãëàâà 4. Ìàãíèòíîå ïîëå òîêîâ

 


§ 4.10. Ïðèìåíåíèå ñèëû Ëîðåíöà. Öèêëè÷åñêèé óñêîðèòåëü

Äåéñòâèå ìàãíèòíîãî ïîëÿ íà äâèæóùèåñÿ çàðÿäû øèðîêî èñïîëüçóåòñÿ â ñîâðåìåííîé òåõíèêå è èãðàåò âàæíóþ ðîëü â ïðèðîäå. Ïðèâåäåì íåêîòîðûå ïðèìåðû.

Äâèæåíèå çàðÿæåííîé ÷àñòèöû â îäíîðîäíîì ìàãíèòíîì ïîëå

Íàèáîëåå ïðîñòîé ñëó÷àé äâèæåíèÿ çàðÿæåííîé ÷àñòèöû â ìàãíèòíîì ïîëå — ýòî äâèæåíèå â îäíîðîäíîì ìàãíèòíîì ïîëå ñ ìàãíèòíîé èíäóêöèåé, ïåðïåíäèêóëÿðíîé íà÷àëüíîé ñêîðîñòè ÷àñòèöû (ðèñ. 4.49). Ðàññìîòðèì ýòî äâèæåíèå êîëè÷åñòâåííî.

Äâèæåíèå çàðÿæåííîé ÷àñòèöû

Òàê êàê ìàãíèòíîå ïîëå íå ìåíÿåò ìîäóëÿ ñêîðîñòè, òî îñòàåòñÿ íåèçìåííûì è ìîäóëü ñèëû Ëîðåíöà. Ýòà ñèëà ïåðïåíäèêóëÿðíà ñêîðîñòè è, ñëåäîâàòåëüíî, îïðåäåëÿåò öåíòðîñòðåìèòåëüíîå óñêîðåíèå ÷àñòèöû. Íåèçìåííîñòü ïî ìîäóëþ öåíòðîñòðåìèòåëüíîãî óñêîðåíèÿ ÷àñòèöû, äâèæóùåéñÿ ñ ïîñòîÿííîé ïî ìîäóëþ ñêîðîñòüþ, îçíà÷àåò, ÷òî ðàäèóñ êðèâèçíû R ïëîñêîé òðàåêòîðèè ÷àñòèöû ïîñòîÿíåí. ×àñòèöà ðàâíîìåðíî äâèæåòñÿ ïî îêðóæíîñòè ðàäèóñîì R. Îïðåäåëèì ýòîò ðàäèóñ. Ñîãëàñíî âòîðîìó çàêîíó Íüþòîíà

Ñëåäîâàòåëüíî, èçìåðèâ R ïðè èçâåñòíûõ υ è Â, ìû ìîæåì îïðåäåëèòü óäåëüíûé çàðÿä ðàçëè÷íûõ ÷àñòèö.

Ìàññ-ñïåêòðîãðàô

Ñ ïîìîùüþ ìàãíèòíîãî ïîëÿ ìîæíî ðàçäåëÿòü çàðÿæåííûå ÷àñòèöû ïî èõ óäåëüíûì çàðÿäàì. Îäíîâðåìåííî ìîæíî òî÷íî îïðåäåëÿòü ìàññû ÷àñòèö. Ðàçäåëåíèå ÷àñòèö îñóùåñòâëÿåòñÿ â ïðèáîðàõ, íàçûâàåìûõ ìàññ-ñïåêòðîãðàôàìè.

Íà ðèñóíêå 4.50 èçîáðàæåíà ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà ïðîñòåéøåãî ìàññ-ñïåêòðîãðàôà. Âàêóóìíàÿ êàìåðà ïðèáîðà ïîìåùåíà â ìàãíèòíîå ïîëå (âåêòîð èíäóêöèè ïåðïåíäèêóëÿðåí ðèñóíêó). Óñêîðåííûå ýëåêòðè÷åñêèì ïîëåì çàðÿæåííûå ÷àñòèöû (ýëåêòðîíû èëè èîíû), îïèñàâ äóãó, ïîïàäàþò íà ôîòîïëàñòèíêó, ãäå îñòàâëÿþò ñëåä, ïîçâîëÿþùèé ñ áîëüøîé òî÷íîñòüþ èçìåðèòü ðàäèóñ òðàåêòîðèè R. Ïî ýòîìó ðàäèóñó îïðåäåëÿåòñÿ óäåëüíûé çàðÿä èîíà. Çíàÿ æå çàðÿä èîíà, ëåãêî îïðåäåëèòü åãî ìàññó.

Ìàññ-ñïåêòðîãðàô

Öèêëîòðîí

Ïîêàæåì, èñïîëüçóÿ ôîðìóëó (4.10.2), ÷òî âðåìÿ ïðîõîæäåíèÿ äàííîé ÷àñòèöåé ïîëóîêðóæíîñòè íå çàâèñèò îò ðàäèóñà ïîëóîêðóæíîñòè è îò ñêîðîñòè ÷àñòèöû.  ñàìîì äåëå,

âðåìÿ ïðîõîæäåíèÿ ÷àñòèöåé ïîëóîêðóæíîñòè

ò. å. Δt çàâèñèò òîëüêî îò ñâîéñòâ ÷àñòèöû è èíäóêöèè ïîëÿ.

Ýòîò ôàêò èñïîëüçóåòñÿ â öèêëîòðîíå äëÿ óñêîðåíèÿ çàðÿæåííûõ ÷àñòèö ñðàâíèòåëüíî íåáîëüøèì ýëåêòðè÷åñêèì ïîëåì â òå÷åíèå ðÿäà öèêëîâ.

Öèêëîòðîí óñòðîåí ñëåäóþùèì îáðàçîì. Äâà ýëåêòðîäà ñïåöèàëüíîé ôîðìû — äóàíòû (íàïîìèíàþò ïîëûé öèëèíäð ñ êðûøêàìè, ðàçðåçàííûé âäîëü îñè) íàõîäÿòñÿ â êàìåðå, ãäå ïîääåðæèâàåòñÿ âàêóóì (ðèñ. 4.51). Äóàíòû ïîìåùàþò ìåæäó ïîëþñàìè ñèëüíîãî ìàãíèòà, è ê íèì ïîäâîäèòñÿ ïåðåìåííàÿ ðàçíîñòü ïîòåíöèàëîâ.  öåíòðå êàìåðû ìåæäó äóàíòàìè ðàñïîëàãàþò èñòî÷íèê çàðÿæåííûõ ÷àñòèö.  òîò ìîìåíò, êîãäà ìåæäó äóàíòàìè ñóùåñòâóåò âûñîêàÿ ðàçíîñòü ïîòåíöèàëîâ, ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå â ïðîìåæóòêå ìåæäó íèìè óñêîðÿåò çàðÿæåííûå ÷àñòèöû.

óñòðîéñòâî öèêëîòðîíà

Îêîí÷àíèå ïàðàãðàôà >>>

 

 

Ðåéòèíã@Mail.ru
<">


Ñîäåðæàíèå

interfaceType: 0, withoutIframe: true,