摘要：12．常见的激光器有固体激光器和气体激光器.世界上一些发达国家已经研究出了自由电子激光器.其原理的简单示意如图(a)所示．自由电子(设初速度为零.不计重力)经电场加速后.射入上下排列着许多磁铁的管中.相邻的两块磁铁的极性是相反的.在磁场的作用下电子扭动着前进.犹如小虫在水中游动．电子每扭动一次就会发出一个光子(不计电子发出光子后能量的损失).管两端的反射镜使光子来回反射.结果从透光的一端发射出激光．若加速电场电压U＝1.8×104 V.电子质量为m＝0.91×10-30 kg.电子的电荷量q＝1.6×10-19 c.每对磁极间的磁场可看做是均匀的.磁感应强度B＝9×10-4 T.每个磁极的左右宽度为a＝30 cm.垂直于纸面方向的长度为b＝60 cm.忽略左右磁极间的缝隙.从上向下看两极间的磁场如图(b).当电子在磁极的正中间向右垂直于磁场方向射入时.求: (1)电子进入磁场时的速度v, (2)电子在磁场中运动的轨道半径R, (3)画出电子在磁场中运动的轨迹, (4)电子可通过磁极的个数n, (5)电子在磁场中运动的时间t． 2010年南开区高考模拟试卷理科综合物理部分答题纸
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常见的激光器有固体激光器和气体激光器，世界上发达国家已经研究出了自由电子激光器，其原理可简单用图表示：自由电子（设初速度为零）经电场加速后，射入上下排列着许多磁铁的管中，相邻的两块磁铁的极性是相反的，在磁场的作用下电子扭动着前进，犹如小虫在水中游动．电子每扭动一次就会发出一个光子（不计电子发出光子后能量的损失），管子两端的反射镜使光子来回反射，结果从略为透光的一端发射出激光．若加速电压U=1.8×104 V，电子质量为m=0.91×10-30 kg，电子的电量q=1.6×10-19 C，每对磁极间的磁场可看作是均匀的，磁感应强度为B=9×10-4 T，每个磁极的左右宽度为a=30cm，垂直于纸面方向的长度为b=60cm，忽略左右磁极间的缝隙，当电子在磁极的正中间向右垂直于磁场方向射入时，电子可通过几对磁极？
常见的激光器有固体激光器和气体激光器，世界上发达国家已经研究出了自由电子激光器，其原理可简单用图表示：自由电子经电场加速后，射入上下排列着许多磁铁的“孑孓”管中，相邻的两块磁铁的极性是相反的，在磁场的作用下电子扭动着前进，犹如孑孓在水中游动．电子每扭动一次就会发出一个光子（不计电子发出光子后能量的损失），管子两端的反射镜使光子来回反射，结果从略为透光的一端发射出激光．（1）该激光器发出的激光频率能达到X射线的频率，功率能达到兆千瓦．若激光器发射激光的功率为P=6.63×109 W，激光的频率为v=1016 Hz，则该激光器每秒发出多少激光光子？（普朗克常量h=6.63×10-34 J?s）
（2）若加速电压U=1.8×104 V，电子质量为m=9×10-31 kg，电子的电量q=1.6×10-19C，每对磁极间的磁场可看作是均匀的，磁感应强度为B=9×10-4 T，每个磁极的左右宽度为L=30cm，垂直于纸面方向的长度为2L=60cm，忽略左右磁极间的缝隙，当电子在磁极的正中间向右垂直于磁场方向射入时，电子可通过几对磁极？
常见的激光器有固体激光器和气体激光器，世界上一些发达国家已经研究出了自由电子激光器，其原理的简单示意如图（a）．自由电子（设初速度为零，不计重力）经电场加速后，射入上下排列着许多磁铁的管中，相邻的两块磁铁的极性是相反的，在磁场的作用下电子扭动着前进，犹如小虫在水中游动．电子每扭动一次就会发出一个光子（不计电子发出光子后能量的损失），管两端的反射镜使光子来回反射，结果从透光的一端发射出激光．若加速电场电压U=1.8×104V，电子质量为m=0.91×10-30kg，电子的电荷量q=1.6×10-19c，每对磁极间的磁场可看做是均匀的，磁感应强度B=9×10-4T，每个磁极的左右宽度为a=30cm，垂直于纸面方向的长度为b=60cm，忽略左右磁极间的缝隙，从上向下看两极间的磁场如图（b），当电子在磁极的正中间向右垂直于磁场方向射入时，求：（1）电子进入磁场时的速度v；（2）电子在磁场中运动的轨道半径R；（3）画出电子在磁场中运动的轨迹；
（4）电子可通过磁极的个数n；（5）电子在磁场中运动的时间t．
常见的激光器有固体激光器和气体激光器，世界上发达国家已经研究出了自由电子激光器，其原理可简单用图表示：自由电子（设初速度为零）经电场加速后，射入上下排列着许多磁铁的管中，相邻的两块磁铁的极性是相反的，在磁场的作用下电子扭动着前进，犹如小虫在水中游动．电子每扭动一次就会发出一个光子（不计电子发出光子后能量的损失），管子两端的反射镜使光子来回反射，结果从略为透光的一端发射出激光．若加速电压U=1.8×104 V，电子质量为m=0.91×10-30 kg，电子的电量q=1.6×10-19 C，每对磁极间的磁场可看作是均匀的，磁感应强度为B=9×10-4 T，每个磁极的左右宽度为a=30cm，垂直于纸面方向的长度为b=60cm，忽略左右磁极间的缝隙，当电子在磁极的正中间向右垂直于磁场方向射入时，电子可通过几对磁极？
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常见的激光器有固体激光器和气体激光器，世界上发达国家已经研究出了自由电子激光器，其原理可
简单用右图表示：自由电子经电场加速后，射入上下排列着许多磁铁的“孑孓”管中，相邻的两块磁铁的极性
是相反的，在磁场的作用下电子扭动着前进，犹如孑孓在水中游动.电子每扭动一次就会发出一个光子（不计
电子发出光子后能量的损失），管子两端的反射镜使光子来回反射，结果从略为透光的一端发射出激光.
（1）该激光器发出的激光频率能达到X射线的频率，功率能达到兆千瓦.若激光器发射
激光的功率为P=6.63×109 W，激光的频率为
=1016 Hz，则该激光器每秒发出多少激光光子？（普朗克常量
=6.63×10-34 J?s）
（2）若加速电压U=1.8×104 V,电子质量为
=9×10-31 kg，电子的电量
=1.6×10-19C，每对磁极间的磁场可看作是均匀的，磁感应强度为B=9×10-4 T，每个磁极的左右宽度为L=30 cm，垂直于纸面方向的长度为2L=60 cm，忽略左右磁极间的缝隙，当电子在磁极的正中间向右垂直于磁场方向射入时，电子可通过几对磁极？
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简单用右图表示：自由电子经电场加速后，射入上下排列着许多磁铁的“孑孓”管中，相邻的两块磁铁的极性
是相反的，在磁场的作用下电子扭动着前进，犹如孑孓在水中游动.电子每扭动一次就会发出一个光子（不计
电子发出光子后能量的损失），管子两端的反射镜使光子来回反射，结果从略为透光的一端发射出激光.
（1）该激光器发出的激光频率能达到X射线的频率，功率能达到兆千瓦.若激光器发射
激光的功率为P=6.63×109 W，激光的频率为
=1016 Hz，则该激光器每秒发出多少激光光子？（普朗克常量
=6.63×10-34 J?s）（2）若加速电压U=1.8×104 V,电子质量为
=9×10-31 kg，电子的电量
=1.6×10-19C，每对磁极间的磁场可看作是均匀的，磁感应强度为B=9×10-4 T，每个磁极的左右宽度为L=30 cm，垂直于纸面方向的长度为2L=60 cm，忽略左右磁极间的缝隙，当电子在磁极的正中间向右垂直于磁场方向射入时，电子可通过几对磁极？
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