第六節(jié) 洛侖茲力與現(xiàn)代技術（2課時）教學目標（一）知識目標1、知道回旋加速器的基本構造和加速原理2、了解加速器的基本用途（二）能力目標通過由直線加速器遷移到回旋加速器的教學，培養(yǎng)學生解決實際問題的能力，開闊學生解決問題的思路（三）德育目標通過介紹我國高能粒子加速器北京正負電子對撞機的研制，培養(yǎng)民族自豪感，激發(fā)同學們學習科學報效祖國的熱情教學重點回旋加速器的加速原理教學難點加速電場的平行極板接的是交變電壓，且它的周期和粒子的運動周期相同教學用具回旋回速器掛圖教學方法討論法教學步驟(一)引入新課:在現(xiàn)代物理學中，為了研究物質的微觀結構，人們往往利用能量很高的帶電粒子作為“炮彈”，去轟擊各種原子核，以觀察它們的變化規(guī)律為了大量地產生高能粒子，就要用到一種叫做加速器的實驗設備同學們一定聽說過北京正負電子對撞機吧，它就是我國于1989年初投入運行的第一臺高能粒子加速器，它能使正負電子束流的能量分別達到28億電子伏(二)進行新課1、直線加速器討論：要使一個小金屬球獲得較大的速度，你能設計出幾種方案？根據動能定理： H越大，v也越大根據動量定理： F越大，t越長，則v越大。問題1：如何使一個帶電粒子獲得能量（速度）？利用加速電場給帶電粒子加速：問題2：如何使一個帶電粒子獲得很大的速度？問題3：實際能不能加很高的電壓？怎樣解決？多級加速：分析：方法可行，但所占的空間范圍大。問題4：能不能在較小的范圍內實現(xiàn)多級加速？2、回旋加速器展示掛圖（回旋加速器）（1）回旋加速器勻強磁場：帶電粒子以某一速度垂直于磁場方向進入勻強磁場時，只在洛倫茲力的作用下做勻速圓周運動，使帶電粒子每次進入D形盒后都能運動相同的時間（半個周期）后，平行于電場方向進入電場中加速.交變電場：回旋加速器的兩個D形盒之間的窄縫區(qū)域存在周期性變化的并垂直于兩上D形盒直徑的勻強電場D型盒物理過程介紹（2）交變電壓的周期T = （3）粒子能獲得的最大能量推演Em = 注:帶電粒子獲得的最大能量與D形盒的半徑有關. 回旋加速器能將質子加速到25MeV左右, 勞倫斯用它產生了人工放射性同位素，為此獲得了1939年的諾貝爾物理學獎。思考:從剛才的定量討論來看，通過回旋加速器獲得的粒子能量和加速電壓的大小有沒有關系？(答:無關)例1: 1989年初，我國投入運行的高能粒子加速器可把電子的能量加速到2.8GeV，若每級的加速電壓U=200000V ，需采用幾級加速器？例2:回旋回速器D型盒中央為質子流，D型盒間的交變電壓為 V，靜止質子經電場加速后，進入D型盒，其最大軌道半徑 ，磁場的磁感應強度 T，問（1）質子最初進入D型盒的動能多大？（2）質子經回旋回速器最后得到的動能多大？（3）交變電源的頻率。解析：在電場中加速獲得的動能 ，粒子經回旋回速器最后的動能為： 故有（1） （2）   （3） 小結: 本節(jié)課我們介紹粒子加速的必要性，不同加速器的優(yōu)點和缺陷，以及加速器發(fā)展的簡單歷史。最重要的還是介紹了回旋加速器的原理。雖然回旋加速器已經不是最先進的加速器，但在歷史上占有特殊的地位，也與我們本章的知識息息相關，所以希望大家要相關的知識弄懂。作業(yè):