(2)周期公式
让学生思考:如果知道了圆周运动的半径及粒子的速率,如何求出粒子转一圈所用的时间,即圆周运动的周期?使学生自己推导得出
老师可提醒学生注意,虽然推导T时涉及了半径r与速率v,但最后结果中T的大小与r、v都无关.
例:已知氢核与氦核的质量之比m1∶m2=1∶4,电量之比q1∶q2=1∶2,当氢核与氦核以相同的动量,垂直于磁场方向射入磁场后,分别做匀速圆周运动,则氢核与氦核半径之比r1∶r2=______周期之比T1∶T2=______.若它们以相同的动能射入磁场后,其半径之比r′1∶r′2 =______周期之比T′1∶T′2 =______
解:(1)以相同动量射入磁场后,根据半径公式有:
由于周期只与B、m、q有关,与v、r无关,所以
4.介绍回旋加速器的工作原理
在现代物理学中,人们为探索原子核内部的构造,需要用能量很高的带电粒子去轰击原子核,如何才能使带电粒子获得巨大能量呢?如果用高压电源形成的电场对电荷加速,由于受到电源电压的限制,粒子获得的能量并不太高.美国物理学家劳伦斯于1932年发明了回旋加速器,巧妙地利用较低的高频电源对粒子多次加速使之获得巨大能量,为此在1939年劳伦斯获诺贝尔物理奖.那么回旋加速器的工作原理是什么呢?
学生自己阅读教材.
展示挂图(图3).