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高中物理中與磁場相關(guān)的問題中，經(jīng)常測試磁聚焦和磁擴(kuò)散模型。 具體場景是：一束平行的帶電粒子束被有界磁場偏轉(zhuǎn)后會聚到一點(diǎn)的現(xiàn)象稱為磁聚焦； 一束帶電粒子被有界磁場從一點(diǎn)偏轉(zhuǎn)到不同方向并平行噴射的現(xiàn)象稱為磁發(fā)散。 下面結(jié)合具體圖片和例子進(jìn)行說明。
磁聚焦和磁擴(kuò)散條件：在磁場中運(yùn)動的帶電粒子的半徑必須等于圓形磁場區(qū)域的半徑。
磁聚焦和磁擴(kuò)散模型示意圖
磁聚焦和磁擴(kuò)散模型示例
1、如圖所示，半徑為R=mv/Bq的圓形區(qū)域充滿磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的均勻磁場。MN為垂直放置的感光板。 大量帶正電的粒子，電荷為q，質(zhì)量為m，速度為v，從圓形磁場的最高點(diǎn)P注入垂直磁場，不考慮粒子與物體之間的相互作用力。粒子的重力。 如果一個粒子從p點(diǎn)以任意角度以速度v進(jìn)入，嘗試證明它在離開磁場后垂直撞擊感光板。
分析：當(dāng)以速度v注入時磁聚焦高中物理，軌跡半徑r=R，對于任意粒子磁聚焦高中物理物理資源網(wǎng)，入射點(diǎn)、出射點(diǎn)、O點(diǎn)和軌跡中心形成菱形。 磁場噴射時的軌跡半徑與最高點(diǎn)處的磁場半徑平行。 粒子的速度必須垂直撞擊 MN 板。 從菱形的特征可以看出，PO與O2S平行。 既然PO是垂直的，那么O2S也是垂直的。 S點(diǎn)的速度方向與半徑O2S垂直，因此O2S撞擊感光板是水平方向，即垂直方向，所以離開磁場后，所有粒子都垂直撞擊感光板。