带电粒子在电场中的运动轨迹
高中物理听不懂,奇异物理一点通
物理原理
带电粒子在电场中的运动遵循牛顿第二定律和运动学公式:
- 加速电场:粒子在加速电场中获得动能,满足公式:qU₀ = ½mv₀²
- 偏转电场:粒子垂直进入偏转电场后做类平抛运动,轨迹为抛物线
- 偏转位移:y = (qUL²)/(2mdv₀²),与偏转电压U成正比,与加速电压U₀成反比
- 偏转角:tanθ = (qUL)/(mdv₀²),决定粒子飞出电场时的方向
模拟说明
本模拟展示了带电粒子在电场中的运动轨迹:
- 左侧区域为加速电场,粒子从静止开始被加速
- 右侧区域为偏转电场,粒子垂直进入后做抛物线运动
- 轨迹颜色表示粒子速度大小(红色表示较慢,蓝色表示较快)
- 可通过调节参数观察偏转位移与各物理量的关系
操作指南
1.调节加速电压U₀:影响粒子进入偏转电场的初速度
2.调节偏转电压U:影响粒子在偏转电场中的偏转程度
3.调节粒子比荷q/m:不同粒子有不同比荷值
4.选择预设粒子类型:快速设置常见粒子的比荷值
5.观察轨迹变化:参数调整后轨迹会实时更新
偏转位移与偏转电压关系图