扭摆器是同步辐射装置中的插入件,能使粒子的运动轨迹发生扭摆。其简化模型如图:Ⅰ、Ⅱ两处的条形匀强磁场区边界竖直,相距为,磁场方向相反且垂直纸面。一质量为、电量为、重力不计的粒子,从靠近平行板电容器板处由静止释放,极板间电压为,粒子经电场加速后平行于纸面射入Ⅰ区,射入时速度与水平和方向夹角
(1)当Ⅰ区宽度、磁感应强度大小时,粒子从Ⅰ区右边界射出时速度与水平方向夹角也为,求及粒子在Ⅰ区运动的时间
(2)若Ⅱ区宽度磁感应强度大小,求粒子在Ⅰ区的最高点与Ⅱ区的最低点之间的高度差(3)若、,为使粒子能返回Ⅰ区,求应满足的条件
(4)若,且已保证了粒子能从Ⅱ区右边界射出。为使粒子从Ⅱ区右边界射出的方向与从Ⅰ区左边界射出的方向总相同,求B1、B2、L1、、L2、之间应满足的关系式。