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� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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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）电子可通过磁极的个数n。

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