高中物理競賽《帶電粒子在勻強磁場中的運動-》課件講解_第1頁
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文檔簡介

回旋加速器帶電粒子的運動１、在電場中的運動a.在電場中的加速b.在電場中的偏轉(zhuǎn)２、在磁場中的運動a.平行于磁場進(jìn)入b.垂直欲磁場進(jìn)入思索：如何讓一個帶電粒子獲得一個動能如何讓一個帶電粒子獲得一個較大的動能回旋加速器磁場磁場電場構(gòu)造：兩個Ｄ形金屬盒，在金屬盒之間留有一條窄縫，在窄縫中心旁邊放有粒子源Ｏ。Ｄ形盒裝在真空容器中，整個裝置放在巨大的電磁鐵的兩極之間，勻強磁場方向垂直于Ｄ形盒的底面。把兩個Ｄ形盒分別接到高頻電源的兩極上構(gòu)造：正對金屬Ｄ型盒放射源導(dǎo)出裝置思索：回旋加速器如何工作Ｕ工作條件：交變電流的周期等于粒子在磁場中做圓周運動的周期ｔＵ思索：在這樣的一個圖景中，我們有哪些用來描述帶電粒子運動的物理量可以求解例：有一回旋加速器，它的交變電壓頻率為f，半圓形電極的半徑為R，加速氘核所需的磁場的磁感應(yīng)強度要多大？氘核的最大動能是多大？設(shè)兩Ｄ形盒間距離為d，其間電壓為Ｕ，電場視為勻強電場，加速到最大能量所需回旋的周數(shù)？所用時間為多少？（已知氘核的質(zhì)量m，電量為q）回旋加速器特點：1、帶電粒子在兩D形盒中回旋周

期等于兩盒狹縫之間高頻電場

的變更周期，粒子每經(jīng)過一個

周期，被電場加速二次2、將帶電粒子在狹縫之間的運動首尾連接起

來是一個初速度為零的勻加速直線運動3、帶電粒子每經(jīng)電場加速一次，回旋半徑就增大一次，

每次增加的動能為全部各次半徑之比為：4、對于同一回旋加速器，其粒子的回旋的最大半徑是相同的。串列加速器是用來產(chǎn)生高能離子的裝置。圖中虛線框內(nèi)為其主體的原理示意圖，其中加速管的中部b處有很高的正電勢U，a、c兩端均有電極接地（電勢為零）?，F(xiàn)將速度很低的負(fù)一價碳離子從a端輸入，當(dāng)離子到達(dá)ｂ處時，可被設(shè)在ｂ處的特殊裝置將其電子剝離，成為n價正離子，而不變更其速度大小。這些正n價碳離子從c端飛出后進(jìn)入一與其速度方向垂直的、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，在磁場中做半徑為R的圓周運動。已知碳離子的質(zhì)量為m=2.0×10-26kg，U=7.5×105V，B=0.50T，n=2，基元電荷e=1.6×10-19C，求R。abc加速管加速管abC

加速管

加速管１、看課本，查閱回旋加速器的

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