电和磁 – 磁场中运动的电荷

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    本章主要讲,磁场中运动的电荷的状态,如果存在一个均匀的磁场B,假设一个质子的质量是m,带电电量是q,质子运动速度是v,则质子所受到的力为F=Bqv,力是矢量,那么,电荷在磁场中作向心运动。如果质子的速度是靠电场加速的,则根据能量方程m*v*v/2=qV(V是电势差),可以推导出作向心力运动的半径R=mv/qB,或者是R=sqrt(2mV/B*Bq)。如果推导出的速度v如果超过光速,则需要用相对论因子系数来加以修正,顿时觉得书到用时方恨少啊,为什么速度超过光速要用相对因子修正,我不知道原因,将来一定要加以了解。

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    课堂做的磁场改变运动电荷的轨迹是电子枪荧光棒加磁铁完成的,直接看效果图。

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    电子加速器的原理如下图,质谱分析仪的原理也和这个类似,分离化学同位素,主要是因为同位素的质子相同,中子数不同而导致质量不同,质量不同,那么在磁场中运动的向心力半径R就不同,即可分离。

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    沃尔特-列文教授计算的,电势差,质子速度,磁场强度,和向心力半径的数字例子。

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    质子和电子在云室里运动的轨迹,可以看到两条曲线方向截然相反。

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