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(22分)在一个放射源水平放射出三种射线,垂直射入如图所示磁场。区域Ⅰ和Ⅱ的宽度均为d,各自存在着垂直纸面的匀强磁场,两区域的磁感强度大小B相等,方向相反(粒子运动不考虑相对论效应)。

(1)若要筛选出速率大于v1粒子进入区域Ⅱ,要求磁场宽度d与B和v1的关系。
(2)若B=0.0034T,V1=0.1c(c是光速度),则可得d; 粒子的速率为0.001c,计算射线离开区域Ⅰ时的距离;并给出去除射线的方法。
(3)当d满足第(1)小题所给关系时,请给出速率在;区间的粒子离开区域Ⅱ时的位置和方向。
(4)请设计一种方案,能使离开区域Ⅱ的粒子束在右侧聚焦且水平出射。
已知:电子质量粒子质量,电子电荷量时)

(1)
(2),可用薄纸挡去a粒子,须用厚铅板挡掉γ射线。
(3)速率在区间射出的β粒子速宽为,方向水平向右。
(4)由对称性可以设计出如图所示的磁场区域,最后形成聚焦,且方向水平向右。

解析(1)根据带电粒子在磁场中受洛伦磁力作用后作圆周运动的规律
                                        ①
由临界条件d、B和的关系为
                                            ②
(2)由①式可得a粒子的回旋半径

由②式得

竖直方向的距离为

可见通过区域Ⅰ的磁场难以将a粒子与γ射线分离。可用薄纸挡去a粒子,须用厚铅板挡掉γ射线。
(3)在上述磁场条件下,要求速率在区间的β粒子离开Ⅱ时的位置和方向。先求出速度为的β粒子所对应的圆周运动半径

该β粒子从区域Ⅰ磁场射出时,垂直方向偏离的距离为

同理可得从区域Ⅱ射出时,垂直方向偏离的距离为

同理可得,与速度为对应的β粒子垂直方向偏离的距离为

速率在区间射出的β粒子速宽为,方向水平向右。
(4)由对称性可以设计出如图所示的磁场区域,最后形成聚焦,且方向水平向右。

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2010?浙江)在一个放射源水平放射出α、β、γ和三种射线,垂直射入如图所示磁场.区域Ⅰ和Ⅱ的宽度均为d,各自存在着垂直纸面的匀强磁场,两区域的磁感强度大小B相等,方向相反(粒子运动不考虑相对论效应).
(1)若要筛选出速率大于v1的β粒子进入区域Ⅱ,要磁场宽度d与B和v1的关系.
(2)若B=0.0034T,v1=0.1c(c是光速度),则可得d;α粒子的速率为0.001c,计算α和γ射线离开区域Ⅰ时的距离;并给出去除α和γ射线的方法.
(3)当d满足第(1)小题所给关系时,请给出速率在v1<v<v2区间的β粒子离开区域Ⅱ时的位置和方向.
(4)请设计一种方案,能使离开区域Ⅱ的β粒子束在右侧聚焦且水平出射.
已知:电子质量me=9.1×10-31kg,α粒子质量mα=6.7×10-27kg,电子电荷量q=1.6×10-19C,
1+x
≈1+
x
2
(x≤1时).

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科目:高中物理 来源: 题型:

在一个放射源水平放射出三种射线,垂直射入如图所示磁场。区域Ⅰ和Ⅱ的宽度均为d,各自存在着垂直纸面的匀强磁场,两区域的磁感强度大小B相等,方向相反(粒子运动不考虑相对论效应)。

(1)若要筛选出速率大于v1粒子进入区域Ⅱ,要求磁场宽度d与B和v1的关系。

(2)若B=0.0034T,V1=0.1c(c是光速度),则可得d; 粒子的速率为0.001c,计算射线离开区域Ⅰ时的距离;并给出去除射线的方法。

(3)当d满足第(1)小题所给关系时,请给出速率在;区间的粒子离开区域Ⅱ时的位置和方向。

(4)请设计一种方案,能使离开区域Ⅱ的粒子束在右侧聚焦且水平出射。

已知:电子质量粒子质量,电子电荷量时)

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科目:高中物理 来源: 题型:

(22分)在一个放射源水平放射出三种射线,垂直射入如图所示磁场。区域Ⅰ和Ⅱ的宽度均为d,各自存在着垂直纸面的匀强磁场,两区域的磁感强度大小B相等,方向相反(粒子运动不考虑相对论效应)。

(1)若要筛选出速率大于v1粒子进入区域Ⅱ,要求磁场宽度d与B和v1的关系。

(2)若B=0.0034T,V1=0.1c(c是光速度),则可得d; 粒子的速率为0.001c,计算射线离开区域Ⅰ时的距离;并给出去除射线的方法。

(3)当d满足第(1)小题所给关系时,请给出速率在;区间的粒子离开区域Ⅱ时的位置和方向。

(4)请设计一种方案,能使离开区域Ⅱ的粒子束在右侧聚焦且水平出射。

已知:电子质量粒子质量,电子电荷量时)

 

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科目:高中物理 来源:2010年普通高等学校招生全国统一考试(浙江卷)理综物理部分 题型:计算题

(22分)在一个放射源水平放射出三种射线,垂直射入如图所示磁场。区域Ⅰ和Ⅱ的宽度均为d,各自存在着垂直纸面的匀强磁场,两区域的磁感强度大小B相等,方向相反(粒子运动不考虑相对论效应)。

(1)若要筛选出速率大于v1粒子进入区域Ⅱ,要求磁场宽度d与B和v1的关系。

(2)若B=0.0034T,V1=0.1c(c是光速度),则可得d; 粒子的速率为0.001c,计算射线离开区域Ⅰ时的距离;并给出去除射线的方法。

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已知:电子质量粒子质量,电子电荷量时)

 

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