高中物理 選擇性必修二 回旋加速器 回旋加速器 課件

1、1帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)實(shí)例：回旋加速器第三章 磁場(chǎng)授課老師 陳名 課程導(dǎo)學(xué)北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)課程導(dǎo)學(xué)LHC大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)課程導(dǎo)學(xué)CEPC正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)溫故知新帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)？ （重力不計(jì)）問題1：勻變速運(yùn)動(dòng)，若速度與電場(chǎng)力同向，勻加速直線運(yùn)動(dòng)1加速原理：利用加速電場(chǎng)對(duì)帶電粒子做正功使帶電粒子的動(dòng)能增加， qU=Ek2直線加速器，多級(jí)加速如圖所示是多級(jí)加速裝置的原理圖：一、直線加速器 由動(dòng)能定理得帶電粒子經(jīng)n極的電場(chǎng)加速后增加的動(dòng)能為： 3直線加速器占有的空間范圍大，在有限的空間范圍內(nèi)制造直線加速器受到一定的限制一、直線加速器問題2：帶電粒子垂直射入

2、勻強(qiáng)磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)？ （重力不計(jì)）勻速圓周運(yùn)動(dòng)溫故知新二、回旋加速器工作原理：利用電場(chǎng)對(duì)帶電粒子的加速作用和磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的偏轉(zhuǎn)作用獲得高能粒子。二、回旋加速器1）圓周運(yùn)動(dòng)的半徑2）圓周運(yùn)動(dòng)的周期周期T與什么無(wú)關(guān)？運(yùn)動(dòng)半徑與什么有關(guān)？周期T與粒子速度及半徑無(wú)關(guān)。半徑與粒子本身（荷質(zhì)比）有關(guān)，與粒子的初速度，磁感應(yīng)強(qiáng)度有關(guān)。溫故知新帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（1）磁場(chǎng)的作用：帶電粒子以某一速度垂直磁場(chǎng)方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)后，并在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其周期和速率、半徑均無(wú)關(guān)，帶電粒子每次進(jìn)入D形盒都運(yùn)動(dòng)相等的時(shí)間（半個(gè)周期）后平行電場(chǎng)方向進(jìn)入電場(chǎng)中加速（2）電場(chǎng)的作用：回旋加速器的兩個(gè)D形盒

3、之間的窄縫區(qū)域存在周期性變化的并垂直于兩D形盒正對(duì)截面的勻強(qiáng)電場(chǎng)，帶電粒子經(jīng)過該區(qū)域時(shí)被加速（3）交變電壓：為了保證帶電粒子每次經(jīng)過窄縫時(shí)都被加速，使之能量不斷提高，須在窄縫兩側(cè)加上跟帶電粒子在D形盒中運(yùn)動(dòng)周期相同的交變電壓帶電粒子的最終能量由什么決定？所以，要提高加速粒子的最終能量，應(yīng)盡可能增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B和D形盒的半徑R 與加速電壓U無(wú)關(guān)例題1 (多選)回旋加速器的工作原理如圖所示,粒子從粒子源A處(D形盒圓心)進(jìn)入加速電場(chǎng)(初速度近似為零)。D形盒半徑為R，粒子質(zhì)量為m，電荷量為q，加速器接電壓為U的高頻交流電源。若相對(duì)論效應(yīng)、粒子所受重力和帶電粒子穿過狹縫的時(shí)間均不考慮。下列論述正確的是()本課小結(jié)：回旋加速器：利用電場(chǎng)對(duì)帶電粒子的加速作用和磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的偏轉(zhuǎn)作用獲得