帶電粒子在復(fù)合場中的運動的實際應(yīng)用(編輯修改稿)
2025-07-20 08:13 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 二：設(shè)圓心為A，過A做AB垂直NO，可以證明NM＝BO∵NM=CMtanθ又∵BO=ABcot=R′sinθcot=∴CM=dcot3．回旋加速器B~如圖所示組成：兩個D形盒，大型電磁鐵，高頻振蕩交變電壓，兩縫間可形成電壓U作用：電場用來對粒子（質(zhì)子、氛核,a粒子等）加速，磁場用來使粒子回旋從而能反復(fù)加速．高能粒子是研究微觀物理的重要手段．要求：粒子在磁場中做圓周運動的周期等于交變電源的變化周期．關(guān)于回旋加速器的幾個問題：(1)回旋加速器中的D形盒，它的作用是靜電屏蔽，使帶電粒子在圓周運動過程中只處在磁場中而不受電場的干擾，以保證粒子做勻速圓周運動‘(2)回旋加速器中所加交變電壓的頻率f,與帶電粒子做勻速圓周運動的頻率相等:(3)回旋加速器最后使粒子得到的能量，可由公式來計算，在粒子電量，、質(zhì)量m和磁感應(yīng)強度B一定的情況下，回旋加速器的半徑R越大，粒子的能量就越大．(4)決定帶電粒子在回旋加速器內(nèi)運動時間長短的因素：帶電粒子在回旋加速器內(nèi)運動時間長短，與帶電粒子做勻速圓周運動的周期有關(guān)，同時還與帶電粒在磁場中轉(zhuǎn)動的圈數(shù)有關(guān)。設(shè)帶電粒子在磁場中轉(zhuǎn)動的圈數(shù)為n ，加速電壓為U。因每加速一次粒子獲得能量為qU，每圈有兩次加速。結(jié)合Ek n=知，2nqU=，因此n= 。所以帶電粒子在回旋加速器內(nèi)運動時間t =nT=.=回旋加速器是用來加速帶電粒子的裝置，B~，兩盒相距很近，分別和高頻交流電源相連接，兩盒間的窄縫中形成勻強電場，使帶電粒子每次通過窄縫都得到加速。兩盒放在勻強磁場中，磁場方向垂直于盒底面，帶電粒子在磁場中做圓周運動，通過兩盒間的窄縫時反復(fù)被加速，直到達到最大圓周半徑時通過特殊裝置被引出。如果用同一回旋加速器分別加速氚核（）和α粒子（）比較它們所加的高頻交流電源的周期和獲得的最大動能的大小，有【 B 】A．加速氚核的交流電源的周期較大，氚核獲得的最大動能也較大B．加速氚核的交流電源的周期較大，氚核獲得的最大動能較小C．加速氚核的交流電源的周期較小，氚核獲得的最大動能也較小D．加速氚核的交流電源的周期較小，氚核獲得的最大動能較大例2一個回旋加速器，當(dāng)外加電場的頻率一定時，可以把質(zhì)子的速率加速到v，質(zhì)子所能獲得的能量為E，則：①這一回旋加速器能把α粒子加速到多大的速度？②這一回旋加速器能把α粒子加速到多大的能量？③這一回旋加速器加速α粒子的磁感應(yīng)強度跟加速質(zhì)子的磁感應(yīng)強度之比為？解：①由qvnB=m得 vn=由周期公式T電= 得知，在外加電場的頻率一定時，為定值，結(jié)合④式得=v。②由③式Ek n=及為定值得，在題設(shè)條件下，粒子最終獲得動能與粒子質(zhì)量成正比。所以α粒子獲得的能量為4E。③由周期公式T電= 得=2∶1。4．磁流體發(fā)電機（等離子體發(fā)電機） 如圖所示，
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