带电粒子在磁场中运动的实验问题
2009-04-30张明声
数理化学习·高一二版 2009年3期
张明声
带电粒子在磁场中运动涉及很多的实际问题,如速度选择器、磁流体发电机、质谱仪、回旋加速器等等.下面例析带电粒子在磁场中运动的一些实验问题.
一、测定带电粒子比荷的实验
例1 在研究性学习中,某同学设计了一个测定带电粒子比荷的实验,其实验装置如图1所示.abcd是一个边长为L的正方形盒子,在a处和cd边的中点e处各有一个小孔,e外有一能显示粒子从e孔射出的荧光屏M.盒子内有一方向垂直于abcd平面的匀强磁场,磁感应强度大小为B.粒子源不断地发射相同的带电粒子,粒子的初速度可忽略,先让粒子经过电压为U的电场加速,然后粒子立即由a孔平行ab边射入盒内,粒子经磁场偏转后恰好从e孔射出.不计粒子的重力和粒子之间的相互作用力.问:你认为该同学的设计方案可行吗?若可行,求出带电粒子的比荷;若不可行,说明你的理由.