IRB高中二年级物理446 9398.ppt

第六节回旋加速器
问题:为什么要制造加速器?
在现代物理学中,为了探索原子核的结构和得到各种元素的同位素,研究人员需要大量的高能粒子去轰击原子核,由此研究制造出能在实验室里产生大量高能粒子的加速器.
加速器的种类




+
U
+
带电粒子通过普通加速器能获得的能量EK一般只能达到几十万到几百万电子伏(ev).
演示
获得的能量:
不论哪种加速器都是靠电压产生的电场来对带电粒子加速.
0
Um
—Um
U/v
T
2T
U~
1
2
3
4
靶
演示
+
+

直线加速器有多个加速电场,从而能使带电粒子获得更大的能量.
A
思考: 带电粒子穿越第n个圆筒时的动能为多大?
回旋加速器主要由D形盒、强电磁铁、交变电源、粒子源、引出装置等组成.


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U
~
B
演示
U
~
A
A’
B
B’
A1
A’1
B1
B’1
+
+

思考题1. 带电粒子在D形盒内做圆周运动的周期随半径的增大会不会发生变化?
思考题2. 带电粒子在D形盒内做圆周运动的周期与两D形盒所连接的高频交流电源的周期有什么关系?
答: 因为带电粒子在磁场中每运动半周加速一次,加在两D形盒间的电压要与带电粒子的运动同步,所以带电粒子运动的周期与高频交流电源的频率相等.
思考题3. 带电粒子的最高能量与哪些因素有关?
.
,
,
.
=
=
:
.
=
,
=
,
:
有关
和质量
以及电荷的电量
强度
磁感
形盒的半径
量与
可见带电粒子获得的能
量为
那么粒子获得的最大能
为
粒子运动的最大速度
根据
形盒的半径
半径最大只能等于
带电粒子做圆周运动的
答
m
q
B
R
D
m
R
B
q
mV
E
m
qBR
V
qB
mV
R
D
m
m
m
2
2
1
2
2
2
2