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8-5-lorentz force
- 2. 帶電質點在磁場中所受的力 前面所討論的是載流導 線在磁場中受力情形： 現在要討論帶電質點在 磁場中的運動情形：將 上式作一個技巧性的改 變 2 sin sin sin F i B q l B t q v B sinF i B
- 3. 將上式解釋為：帶電質 點（電量為q）在磁場 中以速度v運動時，所受 到的力為 帶電質點在磁場中所受的力 sinF q v B 3 方向：依右手掌定則 或右手螺旋定則判定 上式也可寫成向量式 F q v B
- 6. 常見的運動模式 6
- 7. 7From Nick Moore ,Youtube,
- 8. 帶電質點在磁場中的運動 若質點質量為m，則 作以下計算： 迴旋半徑： 8 2 kmEmv r qB qB 2 v F qvB m r
- 9. 帶電質點在磁場中的運動 迴旋週期： 迴旋頻率： 9 2 2r m T v qB 1 2 qB f T m
- 11. 螺旋運動Helical Motion 垂直磁場方向：受 力為 ，質點在這方 向作 圓週運動 平行磁場方向：受 力為 0 ，質點在這 方向做 直線運動 綜合上述兩點：質 點進行「螺旋運動」 11 x y Z
- 12. 螺旋運動Helical Motion 垂直磁場方向：受 力為 ，質點在這方 向作 圓週運動 平行磁場方向：受 力為 0 ，質點在這 方向做 直線運動 綜合上述兩點：質 點進行「螺旋運動」 12
- 14. 螺旋運動Helical Motion 垂直於磁場方向的牛頓 定律： 圓周半徑： 2 sin sin v qvB m r sinmv r qB 14 d
- 15. 螺旋運動Helical Motion 週期： 2 2 sin r m T v qB 15 d d
- 16. 螺旋運動Helical Motion 螺距：質點旋轉一週時， 在平行磁場方向行進之 距離 16 // 2 cosmv d v T qB d
- 17. 應用 電荷在均勻磁場中作圓 周運動現象之應用 當帶電宇宙射線朝地球射 來時，受地磁作用彎曲而 作曲線運動，使人類免於 這些射線的傷害。 迴旋加速器 質譜儀 磁動力學 拘束高溫電漿(離子體) 17
- 18. 應用：速度選擇器 垂直離開紙面的均勻 磁場B時(Z軸) 鉛直向上的電場 靜磁力與靜電力達成 力平衡，帶電質點將 沿水平方向(即x 軸)移 動 18 qvB qE x y q + + + ++ ++ + + + + - - - - - - - - - - - - x y q + + + ++ ++ + + + + - - - - - - - - - - - -
- 19. 質譜儀 Mass Spectrometer 離子電量、電性不同， 則有不同圓週運動的軌 跡與位置，可以用來分 析「離子的種類及相關 性質」 當質量m、電量q 的質 點，以速度v 直線通過 速度選擇器時： 19 E v B
- 20. 質譜儀 Mass Spectrometer 質點進入均勻磁場B'後， 在磁場中作半徑R 、速 率v的等速率圓周運動： 20 2 ' v q v B m R
- 21. 質譜儀 Mass Spectrometer 測量離子的圓週運動的 半徑R，則可以求出離 子質量 q B R m v q B B R E 21
- 22. 應用：迴旋加速器 cyclotron 帶電粒子（電量 q ) 在磁場 B 中運動 (速度為（ V）時會 受到磁力 FB 的作 用 利用電場產生電力， 使粒子加速 22
- 28. 質子 𝑃 ，氘核 𝐷 ，𝛼質點三者在同一電位差 下加速垂直打入磁場𝐵中，則 (1)三者動能比? (2)三者速率比? (3)在磁場中迴轉半徑比? (4)若三者動能相等則在磁場中圓周運動半徑 比? 範例8
- 29. Thank for your attention 29