带电粒子磁偏转Charged particle in a magnetic field
把正离子送入匀强磁场,看洛伦兹力弯出圆轨道。
r = mv/(qB) T = 2πm/(qB)高中物理
蓝色:正离子,绿色:速度,红色:洛伦兹力
r = mv/(qB) T = 2πm/(qB)
速度垂直磁场时,洛伦兹力始终垂直速度,只改变运动方向而不改变速率,因此粒子做匀速圆周运动。轨道半径随质量和速度增大,随电荷量和磁感应强度增大而减小。
v粒子速度(10⁶ m/s)B磁感应强度(T)m/mₚ质量倍数q/e电荷量倍数
t = 0.00 s
速度
轨道半径16.70cm
回旋周期262.38ns
洛伦兹力0.320pN
轨道半径与磁感应强度
粒子的速度、质量与电荷量取当前设定值。
想一想
粒子速度和其他条件不变,把磁感应强度增大到 2 倍,轨道半径怎样变化?
轨道半径减为一半。由 r = mv/(qB) 可知,半径与磁感应强度 B 成反比。
模型条件非相对论正离子 · 速度始终垂直匀强磁场 · 忽略重力与电场 · 轨道半径按平方根比例显示
实验记录
调好参数后点“记录当前数据”。多记几组不同参数的数据,就能画出它们的关系并做直线拟合;暂停后在不同时刻记录,还可以研究读数随时间的变化。