操作说明：
1.按下“启动”按钮，观看光的变化。
2.当磁铁靠近光线时，观看光的变化。
产品简介：
本展品主要是由阴极射线管和射线管电源构成。我们知道光线是按直线传播的，可是本展品所展示的光线当用磁铁靠近时，却能够发生弯曲。
科学原理：为什么光线会弯曲？展品中的光线是由电子束轰击荧光粉产生的，当在电子束周围加上一垂直磁场时，电子束在磁场中受到洛伦兹力的作用，因而发生了偏转，所激发出的荧光也就变成了曲线。
视频演示：
原 理：
洛伦兹力是指运动电荷在磁场中所受到的力，这种力是由荷兰物理学家亨德里克·洛伦兹在1895年提出的，以纪念他的贡献，人们将这种力命名为洛伦兹力。
洛伦兹力的公式和定义
洛伦兹力的公式为 F = qvB \sin(\theta)F=qvBsin(θ)，其中 FF 是洛伦兹力，qq 是电荷量，vv 是电荷速度，BB 是磁感应强度，\thetaθ 是电荷运动方向与磁场方向的夹角。这个公式描述了洛伦兹力的大小和方向。
洛伦兹力的应用实例
洛伦兹力在自然界和工程技术中有广泛的应用。例如，地球周围的磁场能够改变宇宙射线中带电粒子的运动方向，保护地球上的生命免受高能粒子的侵害。此外，洛伦兹力还用于解释极光的形成，太阳风中的带电粒子在地球磁场的作用下发生偏转，导致极地大气发光。
洛伦兹力的特性
洛伦兹力有几个重要的特性：
方向性：洛伦兹力的方向始终垂直于电荷的运动方向和磁场方向，即 f \perp Bf⊥B 且 f \perp vf⊥v。
不做功：由于洛伦兹力始终与电荷的运动方向垂直，因此它不对电荷做功，只改变电荷的运动方向而不改变其速度大小。
应用领域：洛伦兹力在电磁学、天体物理学以及工程技术中有重要应用，特别是在带电粒子在磁场中的行为研究中。
阴极射线管（CRT）的工作原理主要基于电子枪、聚焦系统、加速电极、偏转系统和荧光屏等组成部分的协同作用。电子枪通过灯丝产生热量，对阴极加热使其发出电子束，控制电子束的强弱和数量。聚焦系统通过电场或磁场控制电子束，使其变细，保证轰击荧光屏时产生的亮点足够小，提高显示系统的分辨率。加速电极加有正的高电压，使经过聚焦的电子束高速运动。偏转系统控制电子束在水平方向和竖直方向上的偏转，而荧光屏则用于显示图形。
阴极射线管的历史背景和应用
阴极射线管的历史可以追溯到19世纪，由德国物理学家戈德斯坦命名。约瑟夫·约翰·汤姆逊在1897年通过实验确定了阴极射线中的粒子带负电，并测出其荷质比，这是历史上第一次发现电子的重要里程碑。阴极射线管最初用于科学研究，随后逐渐应用于电视机、示波器等设备中。尽管近年来其他显示技术如液晶和电致发光屏的发展迅速，阴极射线管仍因其高辐射效率、高亮度和长寿命等优势在特定领域保持竞争力。
阴极射线管的结构组成
阴极射线管主要由以下几部分组成：
电子枪：产生和加速电子束。
聚焦系统：通过电场或磁场使电子束聚焦，提高显示分辨率。
加速电极：提供正电压，加速电子束运动。
偏转系统：控制电子束在水平和垂直方向上的偏转。
荧光屏：显示电子束轰击后产生的图像。
通过这些组成部分的协同工作，阴极射线管能够实现高分辨率的图像显示和精确的信号测量。
应 用：
洛伦兹力在多个领域中有广泛的应用，主要包括物理学研究、电力工程、磁共振成像、磁力驱动器和电子加速器等。
物理学研究
在粒子物理学实验中，科学家通过在加速器中产生高能带电粒子，利用洛伦兹力将这些粒子引导到特定的轨道上。这样可以精确测量粒子的质量、电荷量以及其他物理性质，从而对物质的微观结构和宇宙的演化有更深入的了解。
电力工程
在电力传输系统中，输电线路中的电流受到地球磁场的影响而受到洛伦兹力的作用。通过合理设计电力输电线路的位置和形状，可以在电力输送过程中最大程度地减小洛伦兹力对输电线路的影响，提高电力传输效率。
磁共振成像（MRI）
磁共振成像是一种常用的医学检测技术，它利用了洛伦兹力的原理。在MRI扫描中，患者会被置于一个强磁场中，这个磁场可以改变人体组织内部的原子核的旋转方向。通过施加不同的电磁场脉冲，可以使原子核的旋转发生预定的变化。利用洛伦兹力的原理，医生可以通过探测这些变化来获取人体内部组织的详细结构信息，从而进行诊断和治疗。
磁力驱动器
洛伦兹力也被应用于磁力驱动器中，这是一种利用洛伦兹力驱动物体运动的技术。通过在水中施加磁场，并通过控制磁场的方向和强度，可以使装有磁导体的物体受到洛伦兹力的作用而运动。磁力驱动器可以应用在水下机器人、船舶推进器和高速列车等领域，实现无摩擦、高效率的运动。
电子加速器
洛伦兹力在电子加速器中应用广泛。电子加速器是一种利用电场和磁场加速电子束的设备。通过在加速器中施加强磁场，并通过调节磁场的强度和方向，可以使电子束受到洛伦兹力的作用而加速运动。电子加速器广泛应用于科学研究、材料分析和放射治疗等领域，具有重要的实际应用价值。
阴极射线管（Cathode Ray Tube，CRT）的应用主要包括以下几个方面：
显示设备：阴极射线管是最早的显示设备之一，广泛应用于各种显示器和电视中。它们通过电子束扫描荧光屏来显示图像和文字。早期的电视机和计算机显示器大多使用阴极射线管技术。电视和电影放映机：在电视和电影放映技术中，阴极射线管也扮演着重要角色。例如，激光阴极射线管（Laser Cathode Ray Tube, LCRT）被应用于数字电影和胶片电影放映机中，作为高功率光源和影像源。LCRT结合了阴极射线管的高分辨率能力和激光的鲜艳色彩及高对比度，有望成为兼容数字电影和胶片电影的放映机。
科学仪器：在科学研究和工业应用中，阴极射线管也用于各种仪器和设备中。例如，示波器使用阴极射线管来显示电信号的波形。此外，阴极射线管还用于电子显微镜和其他分析仪器中，用于高能电子束的操控和分析。
计算机终端：早期的计算机终端也广泛使用阴极射线管作为输出设备。它们能够显示文本和简单的图形，尽管在现代已被液晶显示器（LCD）和等离子显示器等更先进的显示技术所取代。
技术原理：阴极射线管的基本工作原理是利用电场使电子从阴极发射出来，经过电场加速后射向荧光屏。电子束撞击荧光物质，使其发光，从而在荧光屏上形成图像。通过控制电子束的扫描和强度，可以显示不同的图像和文字。