帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)問題

張明聲

帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)涉及很多的實(shí)際問題，如速度選擇器、磁流體發(fā)電機(jī)、質(zhì)譜儀、回旋加速器等等.下面例析帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的一些實(shí)驗(yàn)問題.

一、測(cè)定帶電粒子比荷的實(shí)驗(yàn)

例1 在研究性學(xué)習(xí)中，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)定帶電粒子比荷的實(shí)驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示.abcd是一個(gè)邊長為L的正方形盒子，在a處和cd邊的中點(diǎn)e處各有一個(gè)小孔，e外有一能顯示粒子從e孔射出的熒光屏M.盒子內(nèi)有一方向垂直于abcd平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.粒子源不斷地發(fā)射相同的帶電粒子，粒子的初速度可忽略，先讓粒子經(jīng)過電壓為U的電場(chǎng)加速，然后粒子立即由a孔平行ab邊射入盒內(nèi)，粒子經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后恰好從e孔射出.不計(jì)粒子的重力和粒子之間的相互作用力.問：你認(rèn)為該同學(xué)的設(shè)計(jì)方案可行嗎？若可行，求出帶電粒子的比荷；若不可行，說明你的理由.