回旋加速器課件

帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

一個(gè)帶電粒子分別以平行和垂直于磁場(chǎng)方向的初速度進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，它在磁場(chǎng)中各做什么運(yùn)動(dòng)？“平行”進(jìn)入：做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)“垂直”進(jìn)入：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

若帶電粒子質(zhì)量為m，電荷量為q，粒子以垂直于磁場(chǎng)的初速度v進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，已知磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。半徑和周期是多少？半徑：R＝mvqB周期：T＝2πmqB半徑與速度大小成正比，周期與速度大小無(wú)關(guān)！復(fù)習(xí)帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

—回旋加速器2013年12月24日高二物理組問(wèn)題:為什么要制造加速器?在現(xiàn)代物理學(xué)中,為了探索原子核的結(jié)構(gòu)和得到各種元素的同位素,研究人員需要大量的高能粒子去轟擊原子核,由此研究制造出能在實(shí)驗(yàn)室里產(chǎn)生大量高能粒子的加速器.用什么方法可以加速帶電粒子？利用電場(chǎng)可使帶電粒子加速．帶電粒子加速后可獲得多大動(dòng)能？qU=Ek

qU思考：要提高粒子的能量，怎么辦？要獲得高能量的帶電粒子，就必須盡量提高加速電壓．但我們知道，實(shí)際能達(dá)到的電壓值總是有限的，不可能太高，因而用這種方法加速粒子，獲得的能量也不夠大，只能達(dá)到幾十萬(wàn)至幾兆電子伏．思考：如何突破電壓限制，使帶電粒子獲得更大的能量呢？直線(xiàn)加速器若已知每一個(gè)加速電場(chǎng)的電壓為U，經(jīng)N個(gè)加速電場(chǎng)，求粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能？NqU

=Ek·＋－Umq一級(jí)二級(jí)三級(jí)＋－U＋－U＋－U……n級(jí)世界最大直線(xiàn)加速器：斯坦福大學(xué)直線(xiàn)加速器2英里長(zhǎng)的直線(xiàn)加速管能不能建造一種加速器，在較小的空間范圍內(nèi)讓粒子受到多次加速獲得所需要的能量呢？1932年美國(guó)科學(xué)家勞倫斯發(fā)明了回旋加速器，巧妙地應(yīng)用帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)解決了這一問(wèn)題。為此，勞倫斯于1939年獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。直線(xiàn)加速器的缺點(diǎn)：體積通常較大，占地面積大。1、構(gòu)造：回旋加速器主要由D形盒、強(qiáng)電磁鐵、交變電源、粒子源、引出裝置等組成.【回旋加速器】D形金屬盒交變電源強(qiáng)磁場(chǎng)待加速粒子源引出裝置U~2、原理用磁場(chǎng)圓周回旋、用電場(chǎng)進(jìn)行加速+-+-~ｔu一、D形盒、電場(chǎng)、磁場(chǎng)的作用分別是什么？二、要想加速，交變電壓的周期T電應(yīng)該滿(mǎn)足什么條件？三、帶電粒子經(jīng)過(guò)加速后的半徑之比？四、粒子所獲得的最大能量與什么因素有關(guān)？五、粒子在磁場(chǎng)中的加速次數(shù)？六、粒子在磁場(chǎng)和電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間分別是多少？回旋加速器的應(yīng)用醫(yī)學(xué)生物核物理等化學(xué)回旋加速器的運(yùn)用PET(CT)機(jī)

北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)是世界八大高能加速器中心之一.1988年10月16日，兩束正負(fù)電子在北京西郊一個(gè)羽毛球拍狀的巨型機(jī)器里成功對(duì)撞，揭開(kāi)了我國(guó)高能物理研究的新篇章。北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)：能使電子束能量達(dá)到3GeV左右

目前世界上最大的回旋加速器在美國(guó)費(fèi)米加速實(shí)驗(yàn)室，環(huán)形管道的半徑為2公里。產(chǎn)生的高能粒子能量為5000億電子伏特。

歐洲大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LHC）是世界上最大的粒子加速器，建于瑞士和法國(guó)邊境地區(qū)地下100米深處的環(huán)形隧道中，隧道全長(zhǎng)26.659公里。大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)2003年開(kāi)始修建，將近80個(gè)國(guó)家和地區(qū)的2000多名科學(xué)家參與這一研究項(xiàng)目。課堂小結(jié)一、直線(xiàn)加速器二、回旋加速器1、原理2、缺點(diǎn)1