粒子在穿越有界磁場時,與幾何知識有何聯絡?常說“找圓心、找半徑、畫軌跡、構架直角三角形”你能靈活使用嗎?如何藉助幾何知識找圓心,其中有幾條常用的規律?在穿越矩形有界磁場時有什麼規律?穿越圓形有界磁場呢?如何讓軌跡半徑已知的粒子在圓形磁場中偏得更厲害些呢?如果已知偏轉角度,如何確定圓形磁場的最小半徑呢?
1、
粒子在穿越有界磁場時,如果是同一條邊時,入射與出射時速度與邊夾角相同。找圓心的時候經常要藉助圓的基本性質。比如圓心在任意弦的中垂線上等。
①如果知道兩個速度的方向。做速度方向的垂線。圓心肯定在垂線上。知道了兩個速度的方向就做垂線,交點就是圓心。
②如果只知道一個速度方向。同時知道粒子經過的兩點的話。做這兩個點連線的中垂線與一個速度方向的切線的交點也是圓心。
③如果不知道任意的速度方向,但知道軌跡中的3個及以上點,則可以透過做弦的中垂線交點構成。
2、在穿越矩形有界磁場時,一般有兩個臨界:
比如ABCD是矩形。
粒子從AB中點垂直進入,若要粒子從AD(或者BC)邊飛出。滿足條件:一個臨界是軌跡與AD邊向切。速度再小就從AB上半部或下半部飛出。還有就是軌跡過D點。再大從CD邊飛出。磁場問題一般都有多個臨界。
穿越圓形磁場時,圓形磁場一般都是涉及飛行最大時間的。半徑一定。讓粒子飛行出入點連線是直徑就可以了。因為時間與角度有關,弦越長則對應時間越長。
當軌跡的半徑已知的時候,速度大小也就定了,當然入射的速度夾角越大,對應的偏轉就會更大。
如果當偏轉的角度一定了,則根據入射點和出射點的連線為直徑,構建三角形的各邊與角度關係,就能得出最小半徑。