三、同步辐射速度接近光速的电子在磁场中偏转时，会沿圆弧轨道切线发出波长连续的电磁辐射，称为“同步辐射”。同步辐射光光谱范围宽（从远红外到X射线）。已知普朗克常量为h，光速为c，电子的质量为m、电荷量为（电子的重力忽略不计）。通过加速器中获得接近光速运动的电子，若单个电子的动能为，在磁场中偏转时辐射出波长为的X射线。

1. 三、同步辐射

速度接近光速的电子在磁场中偏转时，会沿圆弧轨道切线发出波长连续的电磁辐射，称为“同步辐射”。同步辐射光光谱范围宽（从远红外到X射线）。已知普朗克常量为h，光速为c，电子的质量为m、电荷量为 $\text{[math]}$ （电子的重力忽略不计）。

通过加速器中获得接近光速运动的电子，若单个电子的动能为 $\text{[math]}$ ，在磁场中偏转时辐射出波长为 $\text{[math]}$ 的X射线。

(1) 在真空中，X射线与红外线相比，X射线的（　　） A. 频率更大 B. 波长更大 C. 传播速度更大 D. 光子能量更高

(2) 此X射线照射逸出功为W的锌板，打出光电子的最大初动能为（　　） A. $\text{[math]}$ B. $\text{[math]}$ C. $\text{[math]}$ D. $\text{[math]}$

(3) 此X射线是哪位科学家发现的（　　） A. 奥斯特 B. 特斯拉 C. 法拉第 D. 汤姆生 E. 伦琴 F. 惠更斯

(4) 扭摆器是同步辐射装置中的插入件，能使带电粒子的运动轨迹发生扭摆，其简化模型如图所示。Ⅰ、Ⅱ是相距为L、宽度均为L的两匀强磁场区域（区域边界竖直），两磁场方向相反且垂直于纸面。电子从靠近平行板电容器MN板处由静止释放，极板间电压为U，经电场加速后平行于纸面射入Ⅰ区，射入时速度与水平方向的夹角 $\text{[math]}$ ，粒子从Ⅰ区右边界射出时速度与水平方向的夹角也为30°。

（1）粒子进入Ⅰ区时的速度大小 $\text{[math]}$ ；

（2）粒子从射入Ⅰ区左边界到从Ⅰ区右边界射出的过程中，洛伦兹力的冲量为；

（3）（计算）为使粒子能返回Ⅰ区，求Ⅱ区域中匀强磁场磁感应强度大小 $\text{[math]}$ 应满足的条件。

【考点】

带电粒子在电场与磁场混合场中的运动; 电磁波谱; 光电效应;

【答案】

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