Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Dynamika - siła Lorentza Jak odróżnić pole elektryczne E od pola magnetycznego B? –inna zależność od prędkości v, ponadto q=0 to F=0 i zostaje tylko grawitacja?

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Dynamika - siła Lorentza Jak odróżnić pole elektryczne E od pola magnetycznego B? –inna zależność od prędkości v, ponadto q=0 to F=0 i zostaje tylko grawitacja?"— Zapis prezentacji:

1 Dynamika - siła Lorentza Jak odróżnić pole elektryczne E od pola magnetycznego B? –inna zależność od prędkości v, ponadto q=0 to F=0 i zostaje tylko grawitacja? Prawie zawsze w zadaniach występuje pole jednorodne. Jak wytworzyć takie pole? –pole elektryczne Ekondensator płaski, E=U/d –(nie ładunek punktowy Q, E=Q/4πε 0 ==> F=qE=Coulomb) –pole magnetyczne Bcewka długa, B=μ 0 i·n/L –(nie okrąg: B=μ 0 i/2r, nie przew. prostoliniowy B=μ 0 i/2πr) Jakim torem porusza się cząstka w polu jednorodnym? –pole E, stała siła F=qE więc parabola –pole B, to mamy robić ==> linia śrubowa (nie spirala)

2 Dynamika - siła Lorentza Ruch w jednorodnym polu B: F=qvBsin(α) 1)wektor v = v(wzdłuż pola B) + v(prostopadle do B) –od składowej v(wzdłuż pola): F=0 ==> linia prosta –od składowej v(prostopadle do B): F=qvB ==> okrąg i złożenie obu ruchów to linia śrubowa 2)ruch po okręgu: siła Lorenza F=qvB równa się sile odśrodkowej F=mv 2 /r, stąd v/r=qB/m lub ω=qB/m, (tzw. częstość cyklotronowa) Zauważ, że okres obiegu T=2π/ω nie zależy od r,v ALE np. proton p(q=1,m=1) vs deuter d(1,2) vs α(2,4)

3 Dynamika - siła Lorentza Cyklotron: służy do przyspieszania α(p); nie e=elektrony Natura: mono-energetyczne α Akceleratory liniowe: wiemy (szkoła średnia), że przyłożone napięcie U to przyrost energii cząstki Δ=qU, ale są istotne ograniczenia techniczne, maxU<10 6 [V] Akceleratory kołowe: cyklotron=2 duanty (jak płaskie pudełko po kremie, przecięte wzdłuż osi). Półokrąg wewnątrz duanty (pole B, E=0, ω=qB/m), w wąskiej szczelinie między duantami (E>0, Δ=qU 0, U=U 0 sin(ω 0 t)) - należy trafić w czasie U 0, wzrost energii to wzrost prędkości v=ωr a zatem wzrost r (ale nie ω)...

4 Dynamika - siła Lorentza Cyklotron: jak działa...półokrąg o większym promieniu r wewnątrz drugiej duanty i ponownie do szczeliny między duantami, ale - teraz musimy trafić w moment gdy napięcie U = -U 0. Dlatego żądamy doboru częstości ω 0 generatora napięcia U tak aby ω 0 (generatora) = qB/m (częstość cyklotronowa) co jest koniecznym warunkiem synchronizacji dla wielu (rzędu miliona) cykli, aż do osiągnięcia maksymalnego promienia cyklotronu r=R gdy cząstka α jest uwalniana

5 Dynamika - siła Lorentza Cyklotron: podsumowanie ω 0 =ω=qB/m, typowa wartość B=1[T=tesla=10000Gs] v=ωR, prędkość końcowa, 0>1 średni promień 0 =2R/3, droga L=2π czyli jak wysoka próżnia jest wymagana

6 Dynamika - siła Lorentza Spektrograf masowy: służy do pomiaru masy izotopów m. Nie mylić m(float) z liczbą masową M(integer)=p+n, m(p)=m(n)=1830m(e). Wartości m ==> (np.) E=mc 2 [jam] jednostka atomowa masy to (1/12) masy m(6C12) –cząstkasymbolmM p+nuwagi –p1H11, p+0nstabilny? –n1, p+1n25 min –d1H22, p+1n1/6700 –t1H33, p+2ne=p? –-2He33, p+1n –α2He44,002642p+2n –-6C121212definicja –-6C141414datowanie

7 Dynamika - siła Lorentza Spektrograf masowy: działanie Na przykład wodór: 1H1(99,99%)+ 1H2(0,01%)+ 1H3. Zjonizować. Przyspieszyć napięciem U. Jony wchodzą przez szczelinę do pola B (to już spektrograf) i po zatoczeniu półokręgu trafiają ne ekran gdzie są rejestrowane położenie: r=v/ω=vm/qB, zatem r ~ m ~ 1:2:3 oraz stopień zaczernienia kliszy I ~ % ~ 0,9999:0,0001:0 przy założeniu, że prędkości wszystkich izotopów są takie same. Mierząc r wyznaczamy masy m, i ich udział procentowy


Pobierz ppt "Dynamika - siła Lorentza Jak odróżnić pole elektryczne E od pola magnetycznego B? –inna zależność od prędkości v, ponadto q=0 to F=0 i zostaje tylko grawitacja?"

Podobne prezentacje


Reklamy Google