1樓:匿名使用者
①構造:d形盒d1、d2(內建偏轉磁場);狹縫(內建交變電場)
②原理:利用電場的加速和磁場的偏轉獲得高能粒子(磁場不能加速,洛倫茲力永不做功只改變速度的方向不改變速度的大小)
③粒子週期:t=2лm /qb(窄縫時間忽略不計) 變變電場週期:t=2лm /qb
a、粒子一週內加速兩次,電場方向發生兩次變化
b、變化兩次叫一個週期
(一定要抓住粒子運動的週期或頻率與交變電場的週期或頻率是一樣的)
④能量a、每次加速獲得的能量δe=qu
b、推導最終獲得速度vm和能量ekm r=mv/qb→↑v= qb r ↑/m (半徑越大速度越大,當半徑達到d形盒半徑時速度最大) 所以vm= qbr/m ekm=1/2 mvm2= q2b2r2/2m (缺點:最大速度和能量都受d形盒半徑的限制)
⑤粒子達到能量e時旋轉的週數和所用的時間
e=n(周)•2(次/周)•qu (因為一週加速兩次,每次是qu) t= n•2лm /qb
(所以記住要求粒子達到的最大能量有兩種求法,一種根據半徑r一種根據能量qu。但是粒子最終獲得的能量是由d形盒半徑決定的,半徑越大最終能量越高,與u無關,因為u越大旋轉週數n就越少)
2樓:匿名使用者
2023年earnest o. lawrence提出迴旋加速器[1]的理論,2023年首次研製成功。它的主要結構是在磁極間的真空室內有兩個半圓形的金屬扁盒(d形盒)隔開相對放置,d形盒上加交變電壓,其間隙處產生交變電場。
置於中心的粒子源產生帶電粒子射出來,受到電場加速,在d形盒內不受電場,僅受磁極間磁場的洛倫茲力,在垂直磁場平面內作圓周運動。繞行半圈的時間為πm/qb,其中q是粒子電荷,m是粒子的質量,b是磁場的磁感應強度。如果d形盒上所加的交變電壓的頻率恰好等於粒子在磁場中作圓周運動的頻率,則粒子繞行半圈後正趕上d形盒上極性變號,粒子仍處於加速狀態。
由於上述粒子繞行半圈的時間與粒子的速度無關,因此粒子每繞行半圈受到一次加速,繞行半徑增大。經過很多次加速,粒子沿螺旋形軌道從d形盒邊緣引出,能量可達幾十兆電子伏特(mev )。迴旋加速器的能量受制於隨粒子速度增大的相對論效應,粒子的質量增大,粒子繞行週期變長,從而逐漸偏離了交變電場的加速狀態。
進一步的改進有同步迴旋加速器。
迴旋加速器的工作原理 40
3樓:匿名使用者
迴旋加速器的工作原理:利用磁場和電場共同使帶電粒子作迴旋運動,在運動中經高頻電場反覆加速。
早期的加速器只能使帶電粒子在高壓電場中加速一次,因而粒子所能達到的能量受到高壓技術的限制。用同一高頻電壓使鈉和鉀離子加速二次的直線裝置,並指出重複利用這種方式,原則上可加速離子達到任意高的能量(實際上由於受到狹義相對論影響,實際只能加速到25-30mev)。
4樓:
是電磁迴旋加速器,是對帶電粒子加速的
帶電粒子在電場力的作用下加速,然後進入磁場,受到洛侖茲力使其運動方向改變轉過180度,再次進入電場,這時電場方向改變,使帶電粒子再次加速,穿過電場後進入另一個磁場再次轉過180度回到電場,電場的方向又改變,對帶電粒子繼續加速
於是迴圈這個過程就達到對粒子加速的目的
說的理論點:
首先,讓粒子從d形盒子的中心飄入,即初速度認為是0,經過電場的加速,由動能定理得qu=1/2mv², 粒子以v在d形盒子中做勻速圓周運動,由於電場週期=勻速圓周運動的週期,因此,當粒子出d盒子的時候電場改變方向,又給粒子加速了,經過這次加速,粒子以v2又進入另一個d形盒子。這裡的v2怎麼求呢?由動能定理得nqu=1/2mv²,n就是加速的次數,這裡是第二次加速,因此n取2就可以計算出來。
然後每次粒子出d形盒子時電場改變方向給粒子加速,粒子再以加來的這個速度進入另一個d形盒子直到r=r。這裡r是粒子勻速圓周運動的半徑,r是d形盒子的半徑。
5樓:喜帖街
帶電粒子在電場力的作用下加速,然後進入磁場,受到洛侖茲力使其運動方向改變轉過180度,再次進入電場,這時電場方向改變,使帶電粒子再次加速,穿過電場後進入另一個磁場再次轉過180度回到電場,電場的方向又改變,對帶電粒子繼續加速,於是迴圈這個過程就達到對粒子加速的目的。
理論上來說:首先,讓粒子從d形盒子的中心飄入,即初速度認為是0,經過電場的加速,動能定理得qu=1/2mv², 粒子以v在d形盒子中做勻速圓周運動,由於電場週期=勻速圓周運動的週期,因此,當粒子出d盒子的時候電場改變方向,又給粒子加速了,經過這次加速,粒子以v2又進入另一個d形盒子。由動能定理得nqu=1/2mv²,n就是加速的次數,這裡是第二次加速,因此n取2就可以計算出來。
然後每次粒子出d形盒子時電場改變方向給粒子加速,粒子再以加來的這個速度進入另一個d形盒子直到r=r,這裡r是粒子勻速圓周運動的半徑,r是d形盒子的半徑。
參考資料(2016江蘇)迴旋加速器的工作原理如題15-1圖所示,置於真空中的d形....17教育網[引用時間2017-12-20]
迴旋加速器工作原理
6樓:匿名使用者
迴旋加速器是利用磁場使帶電粒子作迴旋運動,在運動中經高頻電場反覆加速的裝置。
原則上可加速離子達到任意高的能量,實際上由於受到相對論影響,實際只能加速到25-30mev,而且隨著速度越快,要求儀器半徑越大,**昂貴。
在迴旋加速器中粒子迴旋的軌道半徑逐漸地由小到大,因而磁體本身必須是實心的圓柱,這是極為笨重的,而且耗資昂貴。改進後的叫做同步加速器
目前美國費米國家加速器實驗室最大的質子同步加速器的加速管道圈的直徑為2千米 ,質子被加速可達500吉電子伏特(gev),進一步使用超導強磁場,能量可提高到1000gev。
迴旋加速器只能將粒子的速度加速到一定數值,為什麼
高能帶電粒子在磁場中迴旋會產生同步輻射,即粒子一遍被加速一遍通過同步輻射釋放能量,粒子能量越高輻射也越強,當輻射功率與加速器功率相當時,就無法繼續被加速了。這麼專業的技術問題。我來佔位。迴旋加速器是否只能加速同一種粒子 不是,只是比荷不同的粒子,加速的最大速度不一樣 迴旋加速器可以加速不同的粒子,一...