一比荷为K的正电粒子A不计重力从O以速度V0沿X轴正向射入电场发生偏转。 求粒子轨迹方程。
对正粒子分析:在X轴方向是做匀速直线运动,在Y轴方向是做初速为0的匀加速直线运动(合运动是类平抛运动)。设从O点开始计时,时间是 t ,则X=V0* tY=a*t^2 / 2=(q1*E / m1)*t^2 / 2=KE * t^2 / 2即 ( X / V0)^2= 2*Y / (KE) 得正粒子的运动轨迹方程是 Y=[ KE / (2*V0^2) ] * X^2 ----这是抛物线方程(在第一象限)对负粒子分析:负粒子释放处的坐标是(X,Y)释放后,在第一象限是竖直向下(按图说方向)先做初速为0的匀加速直线运动,刚到达X轴时的速度设为 V则有 V ^2=2*a*Y (因负粒子与正粒子的...全部
对正粒子分析:在X轴方向是做匀速直线运动,在Y轴方向是做初速为0的匀加速直线运动(合运动是类平抛运动)。设从O点开始计时,时间是 t ,则X=V0* tY=a*t^2 / 2=(q1*E / m1)*t^2 / 2=KE * t^2 / 2即 ( X / V0)^2= 2*Y / (KE) 得正粒子的运动轨迹方程是 Y=[ KE / (2*V0^2) ] * X^2 ----这是抛物线方程(在第一象限)对负粒子分析:负粒子释放处的坐标是(X,Y)释放后,在第一象限是竖直向下(按图说方向)先做初速为0的匀加速直线运动,刚到达X轴时的速度设为 V则有 V ^2=2*a*Y (因负粒子与正粒子的比荷相等,所以加速度大小也相等)V=根号(2*a*Y)=根号(2*KE*Y)V的方向是垂直X轴,所以进入第四象限后,为了最终能过O点,所以磁场的方向应是垂直纸面向里!负粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径是 r =m V / ( qB)=V / (KB)=[ 根号(2*KE*Y)] / (KB)如果 2r 等于X,负粒子在第一次偏转中就能过O点。
如果 2r 小于X,为使负粒子能过O点,就必须 n*(2r )=X !理由是:负粒子第一次进入第四象限做半圆的圆周运动到达X轴后,进入第一象限(做类似竖直上抛运动,再回到X轴时速度仍是V)是来回直线运动的。
负粒子第二次进入第四象限后又做半圆的圆周运动,依此类推,每次偏转,它在X轴的位置就向左移动距离(2 r),在第 n 次进入第四象限后就能过O点。收起