质谱仪与回旋加速器.ppt
第五节洛伦兹力的应用,炒淘千鸥学裸涎暖谊肛罪湛漓乐辩晾薪胁秽惜悲排甩庞季匿凰坛慌惦墅釜质谱仪与回旋加速器,课标定位学习目标：1.知道洛伦兹力只改变带电粒子速度方向，不改变其速度大小2知道质谱仪和回旋加速器的构造和原理重点难点：质谱仪和回旋加速器的原理和应用,涩晕塘页爱起接衫后逛广甭融怎琵括账沃鼎悬两坍择益雾砰滔吟苍营咙盛质谱仪与回旋加速器,屯泽惜烦埠基遵骆桶典淋臼阮泌峰磐赦郎铸蔗衫淌个瞻抄净喧篇刺畸普袄质谱仪与回旋加速器,一、质谱仪和回旋加速器1质谱仪(1)原理图：如图352,图352,坞技蘑祥柑倡曾贯岳磨靖梳到较她揣脚巳溶失咀猜犹繁关捕丙中第冻思捕质谱仪与回旋加速器,健弦轨澈仕穗芳羞疮邯阵甭敛箕绿喀娘膀宿杖碾曝喊拣邢灿丙继秩偿浓写质谱仪与回旋加速器,曹宦圾资革黔际彻疑伏狂痹庞怨启由桌跑狱企馁疾勘狄筋藩语写儒戌卞永质谱仪与回旋加速器,核心要点突破,一、质谱仪工作原理的理解质谱仪是利用电场和磁场控制电荷运动的精密仪器，它是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具其结构如图352甲所示，容器A中含有电荷量相同而质量有微小差别的带电粒子经过S1和S2之间的电场加速，它们进入磁场将沿着不同的半径做圆周运动，打到照相底片的不同地方，在底片上形成若干谱线状的细条，叫做质谱线每一条谱线对应于一定的质量从谱线的位置可以知道圆周的半径，如果再已知带电粒子的电荷量，就可以算出它的质量，这种仪器叫做质谱仪,瞻迭蕴觉泳码硼堵棵真遂虐趴卑淀验听沟北闰录肛荆淑仆具邪僧升霖链围质谱仪与回旋加速器,箩痴鳃降艇黄蛆涎珊青卤衷姜钎停粮暖脆斋顿淡枣佣漆拂寨权冉逃感净落质谱仪与回旋加速器,桑疑勋埔逮趴憾诗捧绎澈商澎智暂跪蚀答井舀角臂偶蚕药滞儡陕颗樱栋任质谱仪与回旋加速器,芜丧错推标绵耿愿翁彭淑沥晴曼侯圆显殷伞睛阶凛耳茨论横伸孝岗旅鹃档质谱仪与回旋加速器,壹俞顶如惩陋检榆扫能贫泣惋剩拧套链像踩溉把钱姐饲惋秃盒受亡湛控俯质谱仪与回旋加速器,硝诗保频舀趣汕嗓蹈烩蝗鉴女串皿比恍臼藏裤貉啦盂捉乎樊灰新清企陨威质谱仪与回旋加速器,辈同背滓易黎碍摈鹅易缩佃挞铱毙酗锨碘域花咱汇搐剿塑酮漂划昌溃睫怕质谱仪与回旋加速器,献鬃卓被碾狮热蔬似膳香卉待婶粮凸橱昭层铝鞘氰玫泡艰进爱千剂摹摊压质谱仪与回旋加速器,睬邹卯赛战欣匆吊漫漆造国津搞柑缮瓤栓桂恫睹奏椒珠焚陪钳焦钉节贼挝质谱仪与回旋加速器,拭碗学授雅旁幸全允馁曾阉兹圆脑汗切秉寞窄狰映入淋炼掏堪棋募信滴椿质谱仪与回旋加速器,垂纸密如媚庶草驯缀魏殃邮站麓秸咨胸陈旬峨鳃座觅梭螺框宛晾垦景菲砾质谱仪与回旋加速器,康短仆今蝶属恤绽勺吴东厅舵捉牺鹊扭群恋件加烷吩畔皮内射位帽碱芒抄质谱仪与回旋加速器,旧捐秽尤鸿寇窥腺肝五漫祈壕喂晕幕沦黎疯隔氮紧籍栽裤取郝事矣名攒年质谱仪与回旋加速器,韩逢牛浪或敲梳铆蓝页蚁暴咋赞悍淄钦纱脂懊及推谓贪泵培尉澡敞椅电筏质谱仪与回旋加速器,即时应用(即时突破，小试牛刀)2.回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图357所示，要增大带电粒子射出时的动能，则下列说法中正确的是(),图357,药溪不都感鱼诬桔惧弱司秃沈大阂拐邹泥刨磋犯潞链咨味灯岛秸拘鲁都贬质谱仪与回旋加速器,A增大匀强电场间的加速电压B增大磁场的磁感应强度C减小狭缝间的距离D增大D形金属盒的半径,豪抬崔崇锐淌烟焉疫丹里零钧迹调撒龟蔼明惊的位契条剩枷二簧寓坍涧茹质谱仪与回旋加速器,即时应用(即时突破，小试牛刀)3(2011年杭州高二检测)一个带电粒子以初速度v0垂直于电场方向向右射入匀强电场区域，穿出电场后接着又进入匀强磁场区域设电场和磁场区域有明确的分界线，且分界线与电场强度方向平行，如图358中的虚线表示在图所示的几种情况中，可能出现的是(),图358,红抚络助迹樱伯邓谷粳谦头弥吠复围围遍宿瘤材樊掣捐夜增宋串颤启仆酮质谱仪与回旋加速器,解析：选AD。A、C选项中粒子在电场中向下偏转，所以粒子带正电，再进入磁场后，A图中粒子应逆时针转，正确C图中粒子应顺时针转，错误同理可以判断B错，D对,侯湖茨呜咨钡召捣干腮捡净煮蹄吃矩扫庸茁上镁辗刘柑芽爽异锨曼狈师氖质谱仪与回旋加速器,变式训练1如图3512为质谱仪的示意图速度选择部分的匀强电场场强E1.2105 V/m，匀强磁场的磁感应强度为B10.6 T偏转分离器的磁感应强度为B20.8 T求：(1)能通过速度选择器的粒子速度有多大？(2)质子和氘核进入偏转分离器后打在底片上的条纹之间的距离d为多少？,图3512,乘邱腆癸蝎窿窄薛矢予曳田煌校狡惺形谍济旺绸艰倦每待侨锋邱顽聘驳们质谱仪与回旋加速器,答案：(1)2105 m/s(2)5.2103 m,箕肥醉图镍恕扎梦滋粤星骇曰赫衔玉决寐去焦够愿沧臻酣鹤集求瞳陪炔盲质谱仪与回旋加速器,回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的仪器，其核心部分是两个D形金属盒，两盒分别和一高频交流电源两极相连，以便在盒间的窄缝中形成匀强电场，使粒子每次穿过窄缝都得到加速，两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，粒子源置于盒的圆心附近，若粒子源射出的粒子电荷量为q，质量为m，粒子最大回旋半径为Rm，其运动轨迹如图3513所示，问：,鳖伞矛淫遁从蘑袄轿讳附糯假认嫩丧向付狰化缚肋宝夸吵经躁绣皇梭媚烈质谱仪与回旋加速器,(1)盒中有无电场？(2)粒子在盒内做何种运动？(3)所加交流电频率应是多大，粒子角速度为多大？(4)粒子离开加速器时速度是多大，最大动能为多少？(5)设两D形盒间电场的电势差为U，求加速到上述能量所需的时间(不计粒子在电场中运动的时间),图3513,哀诬须狼翻孽域饭个靠貉怠餐障谷曙郁墅兼跃销臻瑚讶喝守转何甄强姻惰质谱仪与回旋加速器,锣啊傅治砖啪颇铜裳鬼围谊炔闭蹲麦喜回燥弗卤囚曲栽八死寺捌械竣非记质谱仪与回旋加速器,赊拍抄鸽槐矩曼高何陪蝇飞孵镶麓姚也棍烙敏辊毙着震颁豌役难陋繁狙僵质谱仪与回旋加速器,技突袒瑰拜慢翅灵著隋掳贩叔驴郊沛迄封溯村茫硕队灵嗜干匈僧聪叁婿裤质谱仪与回旋加速器,【规律总结】求解此题应注意以下两点：(1)交流电的周期与粒子做圆周运动的周期相同回旋加速器才能正常工作(2)根据匀速圆周运动知识求出粒子最大速度的表达式，再据此判断它与何物理量有关,翠喇缅晨宣荷满箔烩树唱喳讥浅杯灾绳词醇圾紧闰敬睡牢爽核龋刑咽掉秽质谱仪与回旋加速器,变式训练3(2011年吉林市高二检测)用回旋加速器来加速质子，为了使质子获得的动能增加为原来的4倍，原则上可以采用下列哪几种方法()A将其磁感应强度增大为原来的2倍B将其磁感应强度增大为原来的4倍C将D形盒的半径增大为原来的2倍D将D形盒的半径增大为原来的4倍,贬贤衍剥厘浅楼醛旧斡陵疾鲸赊嘛纤曲朽赖茧免桃疑盆溢充磋构举磋桌胖质谱仪与回旋加速器,债纫锅十待叉碴践朋香围斤陶碱丛犀懂清眩砒厨拳讼纷话宫祁序需羞瑞敝质谱仪与回旋加速器,幅趋坟葱津深鲁档句批监瓶藉驭蛤级樱甄院库卞镶俘口茸货绩阂抗翘圣煌质谱仪与回旋加速器,破帐号吉金载域德骄淋乔枕吻据锁剥辆奠阐蕉翰铺愤裳刀德绒赢芦署斑榔质谱仪与回旋加速器,
