实验参数控制

粒子属性

电场设置

磁场设置

理论计算

洛伦兹力平衡条件:
qE = qvB
选择速度 v = E/B:
1.00 × 10⁶ m/s
实际速度与选择速度之比:
1.00
当前平衡速度: 1.00 × 10⁶ m/s

速度选择器原理

速度选择器是一种利用垂直交叉的电场和磁场来选择特定速度的带电粒子的装置。当带电粒子通过这种交叉场时,它们会同时受到电场力和磁场力的作用。

对于电荷为q的粒子,电场力为FE = qE,方向与电场方向相同或相反(取决于电荷符号);磁场力为FB = qvB·sinθ,方向垂直于速度和磁场方向。在速度选择器中,通常使磁场力与电场力方向相反,且磁场垂直于粒子运动方向(sinθ = 1)。

当 qE = qvB 时,电场力与磁场力平衡,粒子直线穿过

即当粒子速度 v = E/B 时,电场力与磁场力大小相等方向相反,粒子将沿直线通过选择器。速度低于这个值的粒子将向一个方向偏转,速度高于这个值的粒子将向相反方向偏转。

速度选择器广泛应用于质谱仪、同位素分离器等设备中,是物理研究和工业应用的重要工具。