加速器第八章
直线加速器(la)物理师专业考试大纲.doc
2010年医用设备使用人员业务能力考评直线加速器（LA）物理师专业考试大纲（含伽玛刀物理内容）（2009年版）中华人民共和国卫生部人才交流服务中心为更好地贯彻落实《大型医用设备管理办法》（卫规财发[2004]474号文）精神，中华医学会和卫生部人才交流服务中心自2004 年开始分别组织对全国医用设备使用人员进行培训和专业技术知识统一考试。
为使应试者了解考试范围，卫生部人才交流服务中心组织有关专家编写了《全国医用设备资格考试大纲》，作为应试者备考的依据。
考试大纲中用黑线标出的为重点内容，命题以考试大纲的重点内容为主。
全国医用设备资格考试直线加速器（3 物理师专业考试大纲（含伽玛刀物理内容）第一章放射物理基础1.1介绍基本物理常数重要推导物理常数物理量和单位四种基本作用力基本粒子韭电离辐射和电离辐射光子致电离辐射质能关系辐射量和单位1.2原子与原子核结构原子结构组成和特性卢瑟福原子模型玻尔氢原子模型及四个假定玻尔氢原子模型能级结构多电子原子壳层模型核结构核反应放射性放射性活度放射性衰变衰变常数半衰期比放射性活度平均寿命递次衰变核素活化放射性衰变方式及特点1.3电子相互作用电子与轨道电子相互作用电子与原子核相互作用阻止本领总质量能量阻止本领质量阻止本领质量碰撞阻止本领质量辐射阻止本领限制性阻止本领质量散射本领传能线密度1.4光子相互作用间接电离光子辐射光子束衰减性质半价层十分之一价层线性衰减系数质量衰减系数原子和电子衰减系数能量转移系数能量吸收系数光子相互作用类型光电效应相干（瑞利）散射康普顿效应对效应光致核反应各种效应的相对优势第二章剂量学原则，量和单位2.2光子注量和能量注量粒子注量能量注量粒子注量率能量注量率粒子注量谱能量注量谱；2.3比释动能比释动能2.4 CEMACema2.5吸收剂量吸收剂量2.6阻止本领阻止本领阻止本领比线性阻止本领质量阻止本领非限制性质量碰撞阻止本领限制性质量碰撞阻止本领软性碰撞硬性碰撞2.7不同剂量学量间的关系能量注量和比释动能的关系碰撞比释动能辐射比释动能总比释动能注量和吸收剂量的关系比释动能和吸收剂量的关系碰撞比释动能和照射量的关系2.8空腔理论Bragg-Gray 空腔理论Spencer—Attix 空腔理论Burlin 空腔理论第三章辐射剂量计3.1介绍辐射剂量计及剂量测量3.2剂量计的特点准确度精确度不确定度测量误斧A类标准不确定度B类标准不确定度、合成不确定度展伸不确定度剂量响应线性剂量率的依赖性能量依赖性方向依赖性空间分辨率和物理尺寸数据读出的方便性使用的方便性3.3电离室剂量测定系统电离室辐射束校准电离室的基本结构及特性静电计圆柱形电离室平行板电离室近距离治疗电离室（井形电离室或凹形电离室）外推电离室3.4胶片剂量计透明度光学密度剂量-0D曲线胶片的gamma宽容度感光度、辐射显色胶片3.5发光剂量计发光现象光致发光空穴储存陷阱复合中心热释光剂量计工作原理光致荧光剂量测量系统3.6半导体剂量计硅半导体剂量测量系统MOSFET剂量测量系统3.7其它剂量测量系统丙胺酸/电子顺磁共振剂量测量系统塑料闪烁体剂量测量系统金刚石剂量计凝胶剂量测量系统3.8 一级标准一级标准空气比释动能的一级标准水吸收剂量的一级标准水量热计离子浓度测量标准化学剂量测定标准Fricke剂量计辐射化学产额量热法标准石墨量热计3.9常用剂量测定系统的总结四种常用剂量计系统的主要优点与缺点第四章辐射监测仪器4.1介绍外照射检测辐射监测的范围4.2辐射监测中用到的量环境剂量当量定向剂量当量个人剂量当量4.3场所辐射测量仪气体探测器的离子电压收集曲线电离室正比计数器中子测量仪GM计数器闪烁探测器半导体探测器的特点场所检测仪的一般特性场所监测计量仪校准的方法和步骤场所监测计量仪的灵敏度能量依赖性方向依赖性剂量当量范围响应时间过载特性长期稳定性区别辐射类型的能力不确定度4.4个人剂量监测个人胶片剂量计热释光剂量计放射光致发光玻璃系统光释光系统和直读式个人剂量计的特点个人剂量计的校准方法和步骤个人剂量计的特性能量依赖性不确定度当量剂量范围方向依赖性区别不同辐射类型的能力第五章体外照射放射治疗设备5.1体外放疗设备简介外照射放射治疗设备发展历史5.2 X射线束与X射线机临床使用的X射线束能量范围X射线束的产生X射线的组成5. 2. 1特征X射线特征辐射荧光产额特征X射线能谱5. 2.2轲致辐射X射线轲致辐射轲致辐射X射线能谱5. 2.3 X射线靶薄靶厚靶浅层X射线深部X射线兆伏级X射线5. 2.4临床X射线束临床X射线能谱X射线束成分入射电子与产生的光子方向5. 2.5 X射线质的描述半价层标称加速电压有效能量5. 2.6放射治疗机X射线放射治疗X线机组成5.3伽玛射线束和伽玛射线单位5. 3. 1伽玛射线的基本特性外照射放射治疗用同位素特性比活度空气比释动能率远距离外照射放射治疗的Y辐射源5. 3.2远距离治疗机远距离治疗机定义远距离治疗机的组成5. 3.3远距离治疗辐射源常用辐射源强度、半衰期、射线能量5. 3.4远距离治疗辐射源容器（治疗头）治疗头结构辐射源驱动辐射源容器防护要求5. 3.5远距离治疗照射剂量计时器与剂量关系照射时间的计算5. 3.6准直器与半影照射野范围几何半影与辐射源结构关系5.4粒子加速装置粒子加速的基本条件粒子加速装置分类各种加速器结构与原理5.5电子直线加速器工作原理发展和更代安全性要求现代电子直线加速器组成各分系统结构、工作原理与要求临床光子射线与电子射线的产生射线束准直系统剂量监测系统5.6粒子（质子、中子与重离子）放射治疗质子、中子与重离子的产生粒子治疗的优势5.7外照射放射治疗的防护屏蔽射线类型与屏蔽材料5.8 3钻远距离治疗机与电子直线加速器比较6°钻远距离治疗机特点现代电子直线加速器特点5.9模拟机与CT模拟机模拟定位的作用模拟定位的主要步骤5. 9. 1放射治疗模拟定位机模拟机的组成与结构要求现代模拟机功能要求5. 9. 10 CT模拟机CT模拟机系统组成DRR BEV DCR CT模拟机与模拟机比较5. 10放射治疗设备的培训要求设备培训应包括的重要内容第六章外照射光子射线：物理方面6.1介绍产生治疗光子射线的主要来源6.2描述光子的物理量光子的通量和通量率，能量通量和通量率，空气中的比释动能和照射量6.3光子射线源单能光子线的半价层6.4平方反比定律平方反比定律6.5入射到体模或病人的光子射线表面剂量，建成区，最大剂量深度，出射剂量6.6放射治疗参数射野面积/周长比，准直器因子，峰值散射因子，相对剂量因子6.7水中的中心轴深度剂量：源皮距摆位百分深度剂量,散射函数6.8水中的中心轴百分深度剂量：源轴距摆位组织空气比，组织空气比和百分深度剂量之间的关系，空气散射比，组织体模比和组织最大比，组织体模比和百分深度剂量之间的关系,散射最大比6.9离轴比和射线的等剂量曲线射野剂量曲线的区域定义，散射半影，穿透半影，几何半影和物理半影，射野平坦度和对称性6.10水体模中的等剂量分布水体模中的等剂量分布的特点6.11病人的单野剂量分布病人体内的等剂量分布的修正法则，不规则轮廓和斜入射的剂量校正方法,楔形板的作用，楔形角，楔形因子，使用补偿器的作用和影响，组织填充物（Blous）的作用和影响,不均匀组织对剂量的影响和几种经验修正方法6.12克拉森积分克拉森积分的基本原理6.13指形电离室测量相对剂量光子射线表面剂量、建成区剂量和最大剂量深度后的剂量测量方法，影响电离室剂量测量的主要因素，6.14 单野照射的剂量传输单野照射的剂量跳数的计算6. 16端效应端效应的计算第七章光子射线外照射放射治疗的临床治疗计划7.2体积的定义三维治疗计划需要定义的主要的靶区体积，肿瘤区，临床靶区，内靶区、计划靶区和危及器官7.3剂量规范靶区最小剂量，靶区最大剂量，靶区平均剂量，剂量参考点（剂量规定点）和位置建议7.4病人数据的获取和模拟需要的病人数据,二维治疗计划，三维治疗计划，治疗模拟的任务，CT模拟和常规模拟机，病人的体位固定方式和作用，照射野几何参数的确定，病人单层或数层层面的获取方式，基于病人数据获取的CT扫描和虚拟模拟，数字重建的射野影像，射野方向观，CT模拟的具体过程，CT模拟和常规模拟的斧别,用于治疗计划的核磁共振影像，7.5光子射线临床应用的思考等剂量线，楔形板的类别和作用，楔形因子的定义，补偿膜的的作用，补偿器厚度的计算,人体曲面修正的方法，不均匀组织的修正方法，多野照射技术的临床应用,旋转照射技术，射野衔接技术,7.6计划评估等剂量线的评估，剂量统计，剂量一体积直方图，射野胶片和在线射野影像7.7治疗时间和跳数的计算源皮距摆位技术的治疗时间和跳数计算，等中心照射技术的治疗跳数和时间的计算，剂量分布的归一方法,包含在剂量分布中的输出参数，X射线机和钻-60 治疗机治疗时间的计算第八章电子束:物理和临床方面8.1中心轴深度剂量曲线深度剂量曲线、电子与物质的相互作用反平方定律（虚源位置）高能电子束射野剂量学建成区（表面剂量到最大剂量之间的深度）不同能量电子束的百分深度剂量曲线8.2电子束剂量学参数电子线能量说明不同深度的剂量参数百分深度剂量照射野对百分深度剂量的影响斜入射电子束百分深度剂量输出因素R90治疗范围Profiles和离轴比平坦度和对称性& 3电子束治疗的临床应用剂量说明和报告小射野选择等剂量曲线射野形状低熔点铅档不规则表面修正填充物不均性修正电子束射野衔接电子束弧形照射电子束治疗计划第九章光子和电子束的剂量校准9.1前言量热法化学剂量计电离室计量计石墨量热计密封水量热计弗瑞克剂量计参考剂量计医用射线束的校准与测量9.2电离室剂量学系统电离室的构成电离室基本原理指形电离室平行板电离室模体材料水等效9.3影响电离室剂量校准的参数电离室的方向性电离室的饱和效应电离室的漏电流电离室的杆效应电离室的复合效应电离室的极化效应气压温度修正9.4使用校准电离室测量吸收剂量电离室吸收剂量测量规程基于空气比释动能的校准系数的规程基于水中吸收剂量的校准系数的规程9. 5阻止本领率电子阻止本领率光子阻止本领率9. 6质能吸收系数率质能吸收系数率9.7扰动校准因子扰动校准因子有效测量点电离室壁的扰动因子中心电极的扰动因子9. 8射线质的描述低能X线，中低能X线，高能（MV级）X线,高能电子束辐射质9.9高能光子和电子束的剂量校准高能X线吸收剂量校准高能电子束吸收剂量校准IAEA TRS 277报告IAEA TRS 398报告9. 10中低能X射线吸收剂量校准中低能X射线吸收剂量校准9.11电离室测量偏差和不确定性分析不确定性分类校准过程的不确定性第十章验收测试和临床测试10.1简介放疗设备使用前测试项目10.2测量设备辐射环境检测仪，离子计型剂量测定设备,胶片,半导体，模体（辐射野分析器和固体水模体）10.3验收测试安全检杳（联锁、警告信号灯和病人监护设备；辐射防护探测准直器和头漏射）机械检杳准直轴的旋转轴,灯光与射野的一致性,臂架的旋转,治疗床的旋转，等中心旋转,光距尺，臂架角度，准直器大小指示，治疗床的运动）剂量测量光子射野（能量,射野平坦度和射野对称性,半影）,电子射野（能量, 电子线污染,均匀性,半影）,剂量刻度,弧度治疗10.4临床测试光子射野测量：中心轴PDD,输出因子，挡块托盘因子,多叶准直器,中心轴楔形野穿透因子,动态楔形板，离轴比曲线/离轴能量改变,入射剂量和界面剂量学,虚源位置电子射野测量：中心轴PDD,输出因子,离轴比曲线,虚源位置10.5临床测试需要的时间第十一章光子射线外照射计算机治疗计划系统11.1治疗计划系统的硬件TPS基本硬件组成11.2治疗计划系统的配置11.3系统软件和计算算法计算算法：算法的发展，分析模型法，Milan-Bentley模型，Clarkson积分法, 卷积方式，蒙特卡罗或随机取样方法,笔形束算法射野修饰的影响:光子束修饰器（光栏，挡块，补偿器，MLC,楔形板）和电子束修饰器邙艮光筒，挡块，bolus等）组织不均匀修正,图像显示（BEV、REV、DRR、DCR）和剂量体积直方图（积分DVH、微分DVH、natural DVH）,优化和MU计算,记录与验证系统，生物模型11.4数据获取与输入治疗机数据（机械运动与限制、楔形板的限制、MLC、物理补偿的材料、电子窗），射野数据获得和输入,病人数据（影像、输入方式、CT值转换）11.5临床验证与质量保证错误，验证，抽样调杳，归一化和射野权重的选择,剂量体积直方图与优化,培训和归档，定期的质量保证，需注意的特殊技术第十二章放射治疗的质量保证12.1前言定义放射治疗的质量保证要求精确放射治疗的需求放射治疗事故12.2质量保证管理指标12.3放射治疗设备的质量保证钻-60治疗机的质量保证质量控制指标医用加速器的质量保证指标模拟定位机的质量保证指标CT扫描和CT模拟的质量保证指标治疗计划系统的质量保证质量控制指标12.4治疗实施病历射野成像射野成像技术未来射野影像的发展12.5质量核查定义实际的质量审核样式放射剂量测量比对在哪一方面质量核杳随访应该仔细检査第十三章近距离治疗物理和临床特点13.1前言近距离治疗的方式近距离治疗的分类近距离治疗的特点13.2光子放射源特点临床要求光子放射源的物理特性放射源的机械特性参考空气比释动能率空气比释动能强度显活度毫克镭当量0射线源参考吸收剂量率13.3临床应用和剂量学系统13. 3. 1妇科肿瘤腔内近距离治疗放射源的类型曼彻斯特系统ICRU系统直肠和膀胱的剂量监测13. 3.2组织间近距离治疗剂量学系统Patterson-Parker (Manchester)系统Quimby (Memorial)系统巴黎系统巴黎系统设置放射源规则巴黎系统标称(参考)剂量率巴黎系统基両里牽13. 3. 3远距离后装治疗系统远距离后装治疗装置的优点远距离后装治疗系统的基本部件远距离后装治疗装置常用的放射源远距离后装治疗装置类型及特点13. 3.4前列腺的永久性植入治疗前列腺植入治疗的放射源治疗计划技术预计划籽粒植入剂量分布植入后的剂量评估13. 3.5眼敷贴器眼敷贴器治疗技术13. 3.6血管内照射血管内照射技术13.4剂量定义和报告腔内治疗组织间治疗13.5放射源周围剂量分布剂量率常数几何因子径向剂量函数各向异性函数Meisberger多项式Sievert 积分13.6剂量计算过程和方法剂量的手工累加方法放射源的定位剂量分布的优化参考点的选择衰减校正13.7近距离治疗计算机治疗计划系统的临床应用测试重建过程的检测物理量和单位一致性检测单一放射源计算机与手工剂量计算衰减校正的检测13.8放射源的临床应用测试接触检测活度的自动放射影像和均匀性检测校准链13. 9质量保证第十四章基础放射生物学14.1前言放射生物学细胞体细胞胚细胞细胞分裂体细胞的分类组织器官器官系统14.2放射生物学中辐射的类型线性能量传递(LET)照射中常用的典型LET值低LET辐射(稀疏电离辐射)匾LET辐射(致密电离辐射)14.3细胞周期和细胞死亡有丝分裂期(M) DNA合成期(S) Gi和G2期细胞周期时间细胞死亡14.4细胞的照射辐射的生物效应辐射对细胞损伤的直接作用辐射对细胞损伤的间接作用受照射细胞的命运14.5辐射损伤的类型放射的早期效应放射的晚期效应致死损伤亚致死损伤潜在致死损伤躯体效应遗传效应随机效应注定（非随机）效应急性效应晚期效应全身照射反应胎儿的辐射14.6细胞存活曲线细胞存活曲线线性二次模型a/B比值多靶单击模型14.7剂量效应曲线剂量效应曲线早反应组织晚反应组织14.8组织放射损伤的测量克隆形成分析功能分析死亡率分析14.9正常和肿瘤细胞：治疗比肿瘤控制概率（TCP）正常组织并发症概率（NTCP）治疗比14.10氧效应氧增强比（0ER）再氧合14.11相对生物效应相对生物效应（RBE） RBE变化特点14.12剂量率和分次放射治疗中使用的剂量率5个主要生物学因素（5Rs）常规分割以增进治疗比为目的分次方案14. 13放射防护剂和放射增敏剂放射防护剂剂量修饰因子（DMF）放射增敏剂含硼化合物第十五章放射治疗特殊技术与方法15.1概述熟悉临床各种放射治疗技术。
第八章 第4讲 带电粒子在电场中的偏转
第4讲 带电粒子在电场中的偏转目标要求 1.掌握带电粒子在电场中的偏转规律.2.会分析带电粒子在电场中偏转的功能关系.3.掌握带电粒子在电场和重力场的复合场中的运动规律.4.会分析、计算带电粒子在交变电场中的偏转问题．考点一 带电粒子在匀强电场中的偏转带电粒子在匀强电场中偏转的两个分运动(1)沿初速度方向做匀速直线运动，t ＝lv 0(如图)．(2)沿电场力方向做匀加速直线运动 ①加速度：a ＝F m ＝qE m ＝qUmd.②离开电场时的偏移量：y ＝12at 2＝qUl 22md v 02.③离开电场时的偏转角：tan θ＝v y v 0＝qUlmd v 02.1．两个重要结论(1)不同的带电粒子从静止开始经过同一电场加速后再从同一偏转电场射出时，偏移量和偏转角总是相同的．证明：在加速电场中有qU 0＝12m v 02在偏转电场偏移量y ＝12at 2＝12·qU 1md ·(l v 0)2偏转角θ，tan θ＝v y v 0＝qU 1lmd v 02得：y ＝U 1l 24U 0d ，tan θ＝U 1l2U 0dy 、θ均与m 、q 无关．(2)粒子经电场偏转后射出，速度的反向延长线与初速度延长线的交点O 为粒子水平位移的中点，即O 到偏转电场边缘的距离为偏转极板长度的一半． 2．功能关系当讨论带电粒子的末速度v 时也可以从能量的角度进行求解：qU y ＝12m v 2－12m v 02，其中U y＝Ud y ，指初、末位置间的电势差．考向1 带电粒子在匀强电场中的偏转例1 (2023·广东佛山市模拟)如图所示，正方形ABCD 区域内存在竖直向上的匀强电场，质子(11H)和α粒子(42He)先后从A 点垂直射入匀强电场，粒子重力不计，质子从BC 边中点射出，则( )A ．若初速度相同，α粒子从CD 边离开B ．若初速度相同，质子和α粒子经过电场的过程中速度增量之比为1∶2C ．若初动能相同，质子和α粒子经过电场的时间相同D ．若初动能相同，质子和α粒子经过电场的过程中动能增量之比为1∶4 答案 D解析 对任一粒子，设其电荷量为q ，质量为m ，粒子在电场中做类平抛运动，水平方向有 x ＝v 0t ，竖直方向有y ＝12at 2＝12·qE m ·x 2v 02，若初速度相同，水平位移x 相同时，由于α粒子的比荷比质子的小，则α粒子的偏转距离y 较小，所以α粒子从BC 边离开，由t ＝xv 0知两个粒子在电场中的运动时间相等，由Δv ＝at ＝qE m t ，知Δv ∝qm ，则质子和α粒子经过电场的过程中速度增量之比为2∶1，故A 、B 错误；粒子经过电场的时间为t ＝xv 0，若初动能相同，质子的初速度较大，则质子的运动时间较短，故C 错误；由y ＝12·qE m ·x 2v 02，E k ＝12m v 02得y ＝qEx 24E k ，若初动能相同，已知x 相同，则y ∝q ，根据动能定理知：经过电场的过程中动能增量ΔE k ＝qEy ，E 相同，则ΔE k ∝q 2，则质子和α粒子经过电场的过程中动能增量之比为1∶4，故D正确．例2 (2020·浙江7月选考·6)如图所示，一质量为m 、电荷量为q ()q >0的粒子以速度v 0从MN 连线上的P 点水平向右射入大小为E 、方向竖直向下的匀强电场中．已知MN 与水平方向成45°角，粒子的重力可以忽略，则粒子到达MN 连线上的某点时( )A ．所用时间为m v 0qEB ．速度大小为3v 0C ．与P 点的距离为22m v 02qED ．速度方向与竖直方向的夹角为30° 答案 C解析 粒子在电场中只受电场力，F ＝qE ，方向向下，如图所示．粒子的运动为类平抛运动．水平方向做匀速直线运动，有x ＝v 0t ，竖直方向做初速度为0的匀加速直线运动，有y ＝12at 2＝12·qE m t 2，yx ＝tan 45°，联立解得t ＝2m v 0qE，故A 错误；v y ＝at ＝qE m ·2m v 0qE ＝2v 0，则速度大小v ＝v 02＋v y 2＝5v 0，tan θ＝v 0v y ＝12，则速度方向与竖直方向夹角θ≠30°，故B 、D 错误；x ＝v 0t ＝2m v 02qE ，与P 点的距离s ＝x cos 45°＝22m v 02qE ，故C 正确．考向2 带电粒子在组合场中的运动例3 (2023·广东湛江市模拟)示波管原理图如图甲所示．它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空．如果在偏转电极XX ′和YY ′之间都没有加电压，电子束从电子枪射出后沿直线运动，打在荧光屏中心，产生一个亮斑如图乙所示．若板间电势差U XX′和U YY′随时间变化关系图像如丙、丁所示，则荧光屏上的图像可能为()答案 A解析U XX′和U YY′均为正值，两偏转电极的电场强度方向分别由X指向X′，Y指向Y′，电子带负电，所受电场力方向与电场强度方向相反，所以分别向X、Y方向偏转，可知A正确．例4如图装置是由粒子加速器和平移器组成，平移器由两对水平放置、间距为Δd的相同平行金属板构成，极板间距离和板长均为L.加速电压为U0，两对极板间偏转电压大小相等均为U0，电场方向相反．质量为m、电荷量为＋q的粒子无初速度地进入加速电场，被加速器加速后，从平移器下板边缘水平进入平移器，最终从平移器上板边缘水平离开，不计重力．下列说法正确的是()A．粒子离开加速器时速度v0＝qU0 mB ．粒子通过左侧平移器时，竖直方向位移y 1＝L4C ．Δd 与2L 相等D ．只增加加速电压，粒子将不能从平移器离开 答案 B解析 根据qU 0＝12m v 02，粒子离开加速器时速度为v 0＝2qU 0m，故A 错误；粒子在左侧平移器电场中的偏移量为y 1＝12at 2，又q U 0L ＝ma ，L ＝v 0t ，得y 1＝L4，故B 正确；根据类平抛运动的特点和对称性，粒子在两平移器之间做匀速直线运动，它的轨迹延长线分别过平行板中点，根据几何关系可知Δd ＝L ，故C 错误；由B 选项可得y 1＝qU 0L2m v 02，由A 选项可知当加速电压增大时，粒子进入平移器的速度增大，粒子在平移器中竖直方向偏移量变小，粒子可以离开平移器，位置比原来靠下，故D 错误．考点二 带电粒子在重力场和电场复合场中的偏转例5 如图所示，地面上某区域存在着水平向右的匀强电场，一个质量为m 的带负电小球(可视为质点)以水平向右的初速度v 0，由O 点射入该区域，刚好竖直向下通过竖直平面中的P 点，已知OP 与初速度方向的夹角为60°，重力加速度为g ，则以下说法正确的是( )A ．所受电场力大小为3mg2B ．小球所受的合外力大小为3mg3 C ．小球由O 点到P 点用时3v 0gD ．小球通过P 点时的动能为52m v 02答案 C解析 设OP ＝L ，小球从O 到P 水平方向做匀减速运动，到达P 点时水平速度为零，竖直方向做自由落体运动，则水平方向L cos 60°＝v 02t ，竖直方向L sin 60°＝12gt 2，解得t ＝3v 0g ，选项C 正确；水平方向受电场力F 1＝ma ＝m v 0t ＝3mg3，小球所受的合外力是F 1与mg 的合力，可知合力的大小F ＝(mg )2＋F 12＝233mg ，选项A 、B 错误；小球通过P 点时的速度大小v P ＝gt ＝3v 0，则动能E k P ＝12m v P 2＝32m v 02，选项D 错误．例6 (2019·全国卷Ⅲ·24)空间存在一方向竖直向下的匀强电场，O 、P 是电场中的两点．从O 点沿水平方向以不同速度先后发射两个质量均为m 的小球A 、B .A 不带电，B 的电荷量为q (q >0)．A 从O 点发射时的速度大小为v 0，到达P 点所用时间为t ；B 从O 点到达P 点所用时间为t2.重力加速度为g ，求：(1)电场强度的大小； (2)B 运动到P 点时的动能． 答案 (1)3mgq(2)2m (v 02＋g 2t 2)解析 (1)设电场强度的大小为E ，小球B 运动的加速度为a .根据牛顿第二定律、运动学公式和题给条件，有mg ＋qE ＝ma ① 12a (t 2)2＝12gt 2② 解得E ＝3mg q③(2)设B 从O 点发射时的速度为v 1，到达P 点时的动能为E k ，O 、P 两点的高度差为h ，根据动能定理有mgh ＋qEh ＝E k －12m v 12④且有v 1·t2＝v 0t ⑤h ＝12gt 2⑥ 联立③④⑤⑥式得E k ＝2m (v 02＋g 2t 2)．考点三 带电粒子在交变电场中的偏转1．带电粒子在交变电场中的运动，通常只讨论电压的大小不变、方向做周期性变化(如方波)的情形．当粒子垂直于交变电场方向射入时，沿初速度方向的分运动为匀速直线运动，沿电场方向的分运动具有周期性．2．研究带电粒子在交变电场中的运动，关键是根据电场变化的特点，利用牛顿第二定律正确地判断粒子的运动情况．根据电场的变化情况，分段求解带电粒子运动的末速度、位移等． 3．注重全面分析(分析受力特点和运动规律)：抓住粒子运动时间上的周期性和空间上的对称性，求解粒子运动过程中的速度、位移、做功或确定与物理过程相关的临界条件． 4．对于锯齿波和正弦波等电压产生的交变电场，若粒子穿过板间的时间极短，带电粒子穿过电场时可认为是在匀强电场中运动．例7 在如图甲所示的极板A 、B 间加上如图乙所示的大小不变、方向周期性变化的交变电压，其周期为T ，现有一电子以平行于极板的速度v 0从两板中央OO ′射入．已知电子的质量为m 、电荷量为e ，不计电子的重力，问：(1)若电子从t ＝0时刻射入，在半个周期内恰好能从A 板的边缘飞出，则电子飞出时速度的大小为多少？(2)若电子从t ＝0时刻射入，恰能平行于极板飞出，则极板至少为多长？(3)若电子恰能沿OO ′平行于极板飞出，电子应从哪一时刻射入？两极板间距至少为多大？ 答案 见解析解析 (1)由动能定理得e U 02＝12m v 2－12m v 02解得v ＝v 02＋eU 0m. (2)t ＝0时刻射入的电子，在垂直于极板方向上做匀加速运动，向A 极板方向偏转，半个周期后电场方向反向，电子在该方向上做匀减速运动，再经过半个周期，电子在电场方向上的速度减小到零，此时的速度等于初速度v 0，方向平行于极板，以后继续重复这样的运动；要使电子恰能平行于极板飞出，则电子在OO ′方向上至少运动一个周期，故极板长至少为L ＝v 0T .(3)若要使电子沿OO ′平行于极板飞出，则电子在电场方向上应先加速、再减速，减速到零后反向加速、再减速，每阶段时间相同，一个周期后恰好回到OO ′上，可见应在t ＝T 4＋k T2(k＝0,1,2，…)时射入，极板间距离要满足电子在加速、减速阶段不打到极板上，设两板间距为d ，由牛顿第二定律有a ＝eU 0md ，加速阶段运动的距离s ＝12·eU 0md ⎝⎛⎭⎫T 42≤d4，解得d ≥TeU 08m，故两极板间距至少为T eU 08m. 例8 如图甲所示，热电子由阴极飞出时的初速度忽略不计，电子发射装置的加速电压为U 0，电容器极板长L ＝10 cm ，极板间距d ＝10 cm ，下极板接地，电容器右端到荧光屏的距离也是L ＝10 cm ，荧光屏足够长，在电容器两极板间接一交变电压，上极板与下极板的电势差随时间变化的图像如图乙所示．每个电子穿过极板的时间都极短，可以认为电子穿过极板的过程中电压是不变的．求：(1)在t ＝0.06 s 时刻，电子打在荧光屏上的位置到O 点的距离； (2)荧光屏上有电子打到的区间长度． 答案 (1)13.5 cm (2)30 cm解析 (1)设电子经电压U 0加速后的速度为v 0，根据动能定理得eU 0＝12m v 02，设电容器间偏转电场的场强为E ，则有E ＝Ud，设电子经时间t 通过偏转电场，偏离轴线的侧向位移为y ，则沿中心轴线方向有t ＝Lv 0，垂直中心轴线方向有a ＝eE m ，联立解得y ＝12at 2＝eUL 22md v 02＝UL 24U 0d，设电子通过偏转电场过程中产生的侧向速度为v y ，偏转角为θ，则电子通过偏转电场时有v y ＝at ，tan θ＝v y v 0，则电子在荧光屏上偏离O 点的距离为Y ＝y ＋L tan θ＝3UL 24U 0d ，由题图乙知t＝0.06 s 时刻，U ＝1.8U 0，解得Y ＝13.5 cm.(2)由题知电子偏移量y 的最大值为d 2，根据y ＝UL 24U 0d可得，当偏转电压超过2U 0时，电子就打不到荧光屏上了，所以代入得Y max＝3L，所以荧光屏上电子能打到的区间长度为2Y max＝3L2＝30 cm.课时精练1.(多选)如图所示，一带正电的小球向右水平抛入范围足够大的匀强电场，电场方向水平向左．不计空气阻力，则小球()A．做直线运动B．做曲线运动C．速率先减小后增大D．速率先增大后减小答案BC解析对小球受力分析，小球受重力、电场力作用，合外力的方向与初速度的方向不在同一条直线上，故小球做曲线运动，故A错误，B正确；在运动的过程中合外力方向与速度方向间的夹角先为钝角后为锐角，故合外力对小球先做负功后做正功，所以速率先减小后增大，故C正确，D错误．2.(多选)(2023·辽宁葫芦岛市高三检测)如图所示，在竖直向上的匀强电场中，A球位于B球的正上方，质量相等的两个小球以相同初速度水平抛出，它们最后落在水平面上同一点，其中只有一个小球带电，不计空气阻力，下列判断正确的是()A．如果A球带电，则A球一定带负电B．如果A球带电，则A球的电势能一定增加C．如果B球带电，则B球一定带负电D．如果B球带电，则B球的电势能一定增加答案AD解析 平抛时的初速度相同，在水平方向通过的位移相同，故下落时间相同，A 球在上方，竖直位移较大，由h ＝12at 2可知，A 球下落的加速度较大，所受合外力较大，如果A 球带电，则A 球受到向下的电场力，一定带负电，电场力做正功，电势能减小，故A 正确，B 错误；如果B 球带电，由于B 球的竖直位移较小，加速度较小，所受合外力较小，则B 球受到的电场力向上，应带正电，电场力对B 球做负功，电势能增加，故C 错误，D 正确．3.如图所示，一电荷量为q 的带电粒子以一定的初速度由P 点射入匀强电场，入射方向与电场线垂直．粒子从Q 点射出电场时，其速度方向与电场线成30°角．已知匀强电场的宽度为d ，方向竖直向上，P 、Q 两点间的电势差为U (U >0)，不计粒子重力，P 点的电势为零．则下列说法正确的是( )A ．粒子带负电B ．带电粒子在Q 点的电势能为qUC ．P 、Q 两点间的竖直距离为d 2D ．此匀强电场的电场强度为23U3d答案 D解析 由题图可知，带电粒子的轨迹向上弯曲，则粒子受到的电场力方向竖直向上，与电场方向相同，所以该粒子带正电，故A 错误；粒子从P 点运动到Q 点，电场力做正功，大小为W ＝qU ，则粒子的电势能减少了qU ，P 点的电势为零，可知带电粒子在Q 点的电势能为－qU ，故B 错误；Q 点速度的反向延长线过水平位移的中点，则y ＝d 2tan 30°＝32d ，电场强度大小为E ＝U y ＝23U3d，故D 正确，C 错误．4．(多选)(2021·全国乙卷·20)四个带电粒子的电荷量和质量分别为(＋q ，m )、(＋q ,2m )、(＋3q ,3m )、(－q ，m )，它们先后以相同的速度从坐标原点沿x 轴正方向射入一匀强电场中，电场方向与y 轴平行．不计重力，下列描绘这四个粒子运动轨迹的图像中，可能正确的是( )答案 AD解析 带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，加速度为a ＝qEm ，由类平抛运动规律可知，带电粒子在电场中运动时间为t ＝lv 0，离开电场时，带电粒子的偏转角的正切值为tan θ＝v y v x ＝at v 0＝qElm v 02，因为四个带电的粒子的初速度相同，电场强度相同，水平位移相同，所以偏转角只与比荷有关，(＋q ，m )粒子与(＋3q ,3m )粒子的比荷相同，所以偏转角相同，轨迹相同，且与(－q ，m )粒子的比荷也相同，所以(＋q ，m )、(＋3q ,3m )、(－q ，m )三个粒子偏转角相同，但(－q ，m )粒子与上述两个粒子的偏转角方向相反，(＋q ,2m )粒子的比荷比(＋q ，m )、(＋3q ,3m )粒子的比荷小，所以(＋q ,2m )粒子比(＋q ，m )(＋3q ，3m )粒子的偏转角小，但都带正电，偏转方向相同，故A 、D 正确，B 、C 错误．5.如图所示，一电子枪发射出的电子(初速度很小，可视为零)经过加速电场加速后，垂直射入偏转电场，射出后偏转位移为Y .要使偏转位移增大，下列哪些措施是可行的(不考虑电子射出时碰到偏转极板的情况)( )A ．增大偏转电压UB ．增大加速电压U 0C ．增大偏转极板间距离D ．将发射电子改成发射负离子 答案 A解析 设偏转极板长为l ，极板间距为d ，由eU 0＝12m v 02，t ＝l v 0，a ＝eU md ，y ＝12at 2，联立得偏转位移y ＝Ul 24U 0d ，增大偏转电压U ，减小加速电压U 0，减小偏转极板间距离，都可使偏转位移增大，选项A 正确，B 、C 错误；由于偏转位移y ＝Ul 24U 0d 与粒子质量、带电荷量无关，故将发射电子改成发射负离子，偏转位移不变，选项D 错误．6．(多选)如图甲所示，真空中水平放置两块长度为2d 的平行金属板P 、Q ，两板间距为d ，两板间加上如图乙所示最大值为U 0且周期性变化的电压，在两板左侧紧靠P 板处有一粒子源A ，自t ＝0时刻开始连续释放初速度大小为v 0、方向平行于金属板的相同带电粒子，t ＝0时刻释放的粒子恰好从Q 板右侧边缘离开电场，已知电场变化周期T ＝2dv 0，粒子质量为m ，不计粒子重力及相互间的作用力，则( )A ．在t ＝0时刻进入的粒子离开电场时速度大小仍为v 0B ．粒子的电荷量为m v 022U 0C ．在t ＝18T 时刻进入的粒子离开电场时电势能减少了18m v 02D ．在t ＝14T 时刻进入的粒子刚好从P 板右侧边缘离开电场答案 AD解析 粒子进入电场后，水平方向做匀速运动，则t ＝0时刻进入电场的粒子在电场中运动时间t ＝2dv 0，此时间正好是交变电压的一个周期，粒子在竖直方向先做加速运动后做减速运动，经过一个周期，粒子的竖直速度为零，故粒子离开电场时的速度大小等于水平速度v 0，选项A 正确；在竖直方向，t ＝0时刻进入电场的粒子在T 2时间内的位移为d 2，则d 2＝12a ·(T 2)2＝U 0q 2dm (d v 0)2，计算得出q ＝m v 02U 0，选项B 错误；在t ＝T8时刻进入电场的粒子，离开电场时在竖直方向上的位移为d ＝2×12a (38T )2－2×12a (T 8)2＝d 2，故电场力做功为W ＝U 0q d ×12d ＝12U 0q ＝12m v 02，电势能减少了12m v 02，选项C 错误；t ＝T 4时刻进入的粒子，在竖直方向先向下加速运动T4，然后向下减速运动T 4，再向上加速T 4，然后再向上减速T4，由对称可以知道，此时竖直方向的位移为零，故粒子从P 板右侧边缘离开电场，选项D 正确．7.(2023·重庆市高三模拟)如图所示，一圆形区域有竖直向上的匀强电场，O 为圆心，两个质量相等、电荷量大小分别为q 1、q 2的带电粒子甲、乙，以不同的速率v 1、v 2从A 点沿AO 方向垂直射入匀强电场，甲从C 点飞出电场，乙从D 点飞出，它们在圆形区域中运动的时间相同，已知∠AOC ＝45°，∠AOD ＝120°，不计粒子的重力，下列说法正确的是( )A.v 1v 2＝2－22＋3 B.v 1v 2＝2－23 C.q 1q 2＝32 D.q 1q 2＝ 2 答案 B解析 甲、乙在电场中均做类平抛运动，沿初速度方向做匀速直线运动，它们在圆形区域中运动时间t 相同，在水平方向上，根据题图中几何关系可得x AC ＝v 1t ＝R －R cos 45°，x AD ＝v 2t ＝R ＋R cos 60°，联立可得v 1v 2＝1－221＋12＝2－23，A 错误，B 正确；甲、乙在电场中沿电场力方向均做初速度为零的匀加速直线运动，则有y AC ＝12·q 1E m t 2＝R sin 45°，y AD ＝12·q 2Em t 2＝R sin 60°，联立可得q 1q 2＝sin 45°sin 60°＝23，C 、D 错误．8.(2022·浙江6月选考·9)如图所示，带等量异种电荷的两正对平行金属板M 、N 间存在匀强电场，板长为L (不考虑边界效应)．t ＝0时刻，M 板中点处的粒子源发射两个速度大小为v 0的相同粒子，垂直M 板向右的粒子，到达N 板时速度大小为2v 0；平行M 板向下的粒子，刚好从N 板下端射出．不计重力和粒子间的相互作用，则( )A ．M 板电势高于N 板电势B ．两个粒子的电势能都增加C ．粒子在两板间的加速度为a ＝2v 02LD ．粒子从N 板下端射出的时间t ＝(2－1)L2v 0答案 C解析 由于不知道两粒子的电性，故不能确定M 板和N 板的电势高低，故A 错误；根据题意垂直M 板向右的粒子到达N 板时速度增加，动能增加，则电场力做正功，电势能减小，则平行M 板向下的粒子到达N 板时电场力也做正功，电势能同样减小，故B 错误；设两板间距离为d ，对于平行M 板向下的粒子刚好从N 板下端射出，在两板间做类平抛运动，有L2＝v 0t ，d ＝12at 2，对于垂直M 板向右的粒子，在板间做匀加速直线运动，因两粒子相同，则在电场中加速度相同，有(2v 0)2－v 02＝2ad ，联立解得t ＝L2v 0，a ＝2v 02L，故C 正确，D 错误． 9.(多选)如图所示，一充电后与电源断开的平行板电容器的两极板水平放置，板长为L ，板间距离为d ，距板右端L 处有一竖直屏M .一带电荷量为q 、质量为m 的质点以初速度v 0沿中线射入两板间，最后垂直打在M 上，则下列说法中正确的是(已知重力加速度为g )( )A ．两极板间电压为mgd2qB ．板间电场强度大小为2mgqC ．整个过程中质点的重力势能增加mg 2L 2v 02D ．若仅增大两极板间距，则该质点不可能垂直打在M 上 答案 BC解析 据题分析可知，质点在平行板间轨迹应向上偏转，做类平抛运动，飞出电场后，轨迹向下偏转，才能最后垂直打在M 屏上，前后过程质点的运动轨迹有对称性，如图所示，可知两次偏转的加速度大小相等，对两次偏转分别由牛顿第二定律得qE －mg ＝ma ，mg ＝ma ，解得a ＝g ，E ＝2mg q ，由U ＝Ed 得两极板间电压为U ＝2mgd q ，故A 错误，B 正确；质点在电场中向上偏转的距离y ＝12at 2，t ＝L v 0，解得y ＝gL 22v 02，故质点打在屏上的位置与P 点的距离为s ＝2y ＝gL 2v 02，整个过程中质点的重力势能的增加量E p ＝mgs ＝mg 2L 2v 02，故C 正确；仅增大两极板间的距离，因两极板上电荷量不变，根据E ＝U d ＝Q Cd ＝Q εr S 4πkd d ＝4πkQεr S可知，板间电场强度不变，质点在电场中受力情况不变，则运动情况不变，仍垂直打在M 上，故D 错误． 10.(2023·黑龙江佳木斯市第八中学调研)如图所示，两平行金属板A 、B 长L ＝8 cm ，两板间距离d ＝8 cm ，A 板比B 板电势高300 V ，一个不计重力的带正电的粒子电荷量q ＝10－10C 、质量m ＝10－20kg ，沿电场中心线RO 垂直电场线飞入电场，初速度v 0＝2×106 m/s ，粒子飞出平行板电场后，可进入界面MN 和光屏PS 间的无电场的真空区域，最后打在光屏PS 上的D 点(未画出)．已知界面MN 与光屏PS 相距12 cm ，O 是中心线RO 与光屏PS 的交点．sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求：(1)粒子穿过界面MN 时偏离中心线RO 的距离； (2)粒子射出平行板电容器时偏转角； (3)OD 两点之间的距离．答案 (1)0.03 m (2)37° (3)0.12 m解析 (1)带电粒子垂直进入匀强电场后做类平抛运动，加速度为a ＝F m ＝qU md水平方向有L ＝v 0t竖直方向有y ＝12at 2联立解得y ＝qUL 22md v 02＝0.03 m(2)设粒子射出平行板电容器时偏转角为θ，v y ＝at tan θ＝v y v 0＝at v 0＝qUL md v 02＝34，故偏转角为37°.(3)带电粒子离开电场时速度的反向延长线与初速度延长线的交点为水平位移的中点，设两界面MN 、PS 相距为L ′，由相似三角形得L 2L 2＋L ′＝yY ，解得Y ＝4y ＝0.12 m.11．(2023·辽宁大连市第八中学高三检测)如图甲所示，真空中的电极可连续不断均匀地逸出电子(设电子的初速度为零)，经加速电场加速，由小孔穿出，沿两个彼此绝缘且靠近的水平金属板A 、B 的中线射入偏转电场，A 、B 两板距离为d ，A 、B 板长为L ，AB 两板间加周期性变化的电场U AB ，如图乙所示，周期为T ，加速电压U 1＝2mL 2eT 2，其中m 为电子质量、e 为电子电荷量，T 为偏转电场的周期，不计电子的重力，不计电子间的相互作用力，且所有电子都能离开偏转电场，求：(1)电子从加速电场U 1飞出后的水平速度v 0的大小；(2)t ＝0时刻射入偏转电场的电子离开偏转电场时距A 、B 间中线的距离y ；(3)在0～T2内射入偏转电场的电子中从中线上方离开偏转电场的电子占离开偏转电场电子总数的百分比．答案 (1)2L T (2) eU 0T 28md (3)50%解析 (1)电子在加速电场中加速， 由动能定理得eU 1＝12m v 02－0解得v 0＝2LT(2) 电子在偏转电场中做类平抛运动，水平方向L ＝v 0t ，解得t ＝T2，t ＝0时刻进入偏转电场的电子加速度a ＝eE m ＝eU 0md ，电子离开电场时距离A 、B 中心线的距离y ＝12at 2，解得y ＝eU 0T 28md(3)在0～T2内射入偏转电场的电子，设向上的方向为正方向，设电子恰在A 、B 间中线离开偏转电场，则电子先向上做初速度为零、加速度大小为a 的匀加速直线运动，经过时间t ′后速度v ＝at ′，此后两板间电压大小变为3U 0，加速度大小变为a ′＝eE ′m ＝3eU 0md ＝3a电子向上做加速度大小为3a 的匀减速直线运动，速度减为零后，向下做初速度为零、加速度大小为3a 的匀加速直线运动，最后回到A 、B 间的中线，经历的时间为T 2，则12at ′2＋v (T2－t ′)－12×3a (T 2－t ′)2＝0，解得t ′＝T4，则能够从中线上方向离开偏转电场的电子的发射时间为t ″＝T 4，则在0～T2时间内，从中线上方离开偏转电场的电子占离开偏转电场电子总数的百分比η＝T 4T 2×100%＝50%.12．(多选)如图，质量为m 、带电荷量为q 的质子(不计重力)在匀强电场中运动，先后经过水平虚线上A 、B 两点时的速度大小分别为v a ＝v 、v b ＝3v ，方向分别与AB 成α＝60°角斜向上、θ＝30°角斜向下，已知AB ＝L ，则( )A ．质子从A 到B 的运动为匀变速运动 B ．电场强度大小为2m v 2qLC ．质子从A 点运动到B 点所用的时间为2Lv D ．质子的最小速度为32v 答案 ABD解析 质子在匀强电场中受力恒定，故加速度恒定，则质子从A 到B 的运动为匀变速运动，A 正确；质子在匀强电场中做抛体运动，在与电场垂直的方向上分速度相等，设v a 与电场线的夹角为β，如图所示．则有v a sin β＝v b cos β，解得β＝60°，根据动能定理有qEL cos 60°＝12m v b 2－12m v a 2，解得E ＝2m v 2qL ，B 正确；根据几何关系可得，AC 的长度为L sin 60°＝32L ，则质子从A 点运动到B 点所用的时间为t ＝32L v a sin β＝Lv ，C 错误；在匀变速运动过程中，当速度方向与电场力方向垂直时，质子的速度最小，有v min ＝v a sin β＝32v ，D 正确．。
直线加速器施工方案
直线加速器施工方案第一章工程概况本工程为某小区住宅楼的建设工程，总建筑面积为5000平方米，共有10栋楼，每栋楼5层，地下1层，地上共6层，使用混凝土框架结构。
第二章编制依据本工程的编制依据为国家有关建筑施工规范和标准，包括《建筑工程施工质量验收规范》、《建筑施工安全生产管理规定》等。
第三章施工安排3.1 施工队伍组建本工程施工队伍由总承包商负责组建，包括工程师、技术员、施工人员、安全员、质量员等。
施工队伍应具备相应的资质和经验。
3.2 施工进度安排本工程施工进度安排应按照工期计划进行，包括土方开挖、基础施工、主体结构施工、屋面施工、装修施工等，确保按时完成工程。
3.3 施工过程控制施工过程中应进行现场管理和监控，及时发现和解决施工中出现的问题，确保施工质量和安全。
第四章施工准备4.1 施工材料准备施工前应按照设计要求准备相应的施工材料，包括水泥、砂、石料、钢筋等，确保施工质量和安全。
4.2 施工设备准备施工前应准备相应的施工设备，包括起重机、混凝土搅拌机、钢筋加工机等，确保施工进度和质量。
4.3 施工场地准备施工前应对施工场地进行清理和平整，确保施工安全和质量。
第五章施工进度计划本工程施工进度计划应按照工期计划制定，包括各项施工任务的时间节点和完成情况，确保按时完成工程。
第六章施工工艺流程及操作要点6.1 土方开挖工艺流程土方开挖应按照设计要求进行，包括开挖深度、坡度、排水等，确保施工质量和安全。
6.2 混凝土浇筑工艺流程混凝土浇筑应按照设计要求进行，包括混凝土配合比、浇筑方式、养护时间等，确保施工质量和安全。
6.3 钢筋加工工艺流程钢筋加工应按照设计要求进行，包括加工尺寸、加工方式、连接方式等，确保施工质量和安全。
第七章质量保证措施7.1 质量检查措施施工过程中应进行质量检查，包括原材料检查、施工过程检查、竣工验收检查等，确保施工质量符合要求。
7.2 质量管理措施施工过程中应进行质量管理，包括施工计划管理、工序管理、质量记录管理等，确保施工质量和安全。
第八章 第一单元
第八章
磁场
解析：磁通量只有大小，没有方向，是标 量，故 A 错．由 Φ＝BScos θ 知，Φ 的大小 与 B、S、θ 三个量有关，故 B、D 错，C 正确．
答案：C
第八章
磁场
3．19世纪20年代，以塞贝克(数学家)为代表的科 学家已认识到温度差会引起电流，安培考虑到地 球自转造成了太阳照射后正面与背面的温度差从 而提出如下假设：地球磁场是由绕地球的环形电 流引起的．该假设中的电流方向是( ) A．由西向东垂直磁子午线 B．由东向西垂直磁子午线 C．由南向北沿磁子午线 D．由赤道向两极沿磁子午线 答案：B
第八章
磁场
解析：逐项分析如下：
选项 A 诊断 磁场中某点的磁感应强度的大小和 方向由磁场本身决定，与通电导线 的受力及方向都无关 通电导线在磁场中受力的大小不仅 与磁感应强度有关，而且还与通电 导线的取向有关 当通电导线在各个位置的放置方向 不同时，其磁场力是不相同的，而 选项C中没有说明导线在各个位置 的取向是否相同 同选项A 结论 错误
第八章
磁场
【答案】
5B
方向与斜边夹角正切
值为 tan θ＝2，斜向右下方
第八章
磁场
规律小结 1．安培定则的应用 在运用安培定则判定直线电流和环形电流的 磁场时应分清“因”和“果”.
第八章
磁场
原因(电流方向)
直线电流 的磁场 环形电流 的磁场 大拇指
结果(磁场绕向)
四指
四指
大拇指
第八章
磁场
2.磁场的叠加 磁感应强度的矢量，计算时与力的计算方法 相同，利用平行四边形定则或正交分解法进 行合成与分解．
第八章
磁场
磁感应强度 B
电场强度 E
加速器作业全部答案
1、 加速器由几个部分组成，分别具有什么作用? 答： 粒子源：提供所需加速的各种粒子； 真空加速系统：a) 加速管或加速腔；b) 控制束流运动轨道的导引、聚焦系统电
磁场系统；c) 真空系统。带电粒子的加速过程必须在真空条件下进行，以免 与气体分子碰撞而损失。 束流输运分析系统：用以在源和加速器之间、加速器和靶之间，或当多个加速器 串接工作时，在加速器之间输运和分析所需的粒子束。 辅助系统：供电、控制、冷却等作用。 2、 加速器发展的历史中，有哪些具有划时代的发明? 答：a. 1919 年 E.卢瑟福(E.Rutherford)用天然放射源实现了第一个人工核 反应; b. 1928 年的静电加速器、1929 年的回旋加速器、1932 年的倍压加速器; c. 1940 年美国科学家科斯特研制出世界上第一个电子感应加速器; d. 1945 年，前苏联科学家维克斯列尔和美国科学家麦克米伦各自独立发现 了自动稳相原理。
和
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+
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=
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对于下图的方法，用���������(������
−
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=
−
������������ ������������
E⃑ = − 1 ∙ ������������
2������������ ������������
又 ������ = ������������2���⃑���
加速器原理
加速器原理
加速器是一种用来加速带电粒子的装置，它在物理实验、医学诊断和治疗、工
业生产等领域都有着重要的应用。
加速器的原理主要包括加速器的基本结构、加速器中的电场和磁场、加速器中的粒子加速过程等几个方面。
首先，让我们来了解一下加速器的基本结构。
加速器通常由一系列的电场和磁
场构成，这些电场和磁场的分布和强度是根据加速器的设计和工作原理来确定的。
在加速器的结构中，粒子会依次经过一系列的加速腔、磁铁和真空室，通过这些结构，粒子可以被加速到很高的能量。
其次，我们来看一下加速器中的电场和磁场是如何起作用的。
在加速器中，电
场和磁场是用来加速粒子的关键。
电场可以对带电粒子施加电力，使其加速；而磁场则可以改变粒子的运动轨迹，使其保持在加速器的轨道上。
通过不断改变电场和磁场的强度和方向，加速器可以将粒子加速到所需的能量。
接下来，我们来了解一下加速器中的粒子加速过程。
在加速器中，带电粒子首
先会被加速到一定的能量，然后进入到下一个加速结构中，再次被加速，如此往复，直至达到所需的能量。
在这个过程中，粒子会不断改变其速度和能量，最终达到设计要求的能量水平。
总的来说，加速器的原理是通过不断改变电场和磁场的作用，使带电粒子不断
加速，最终达到所需的能量水平。
加速器在科学研究、医学诊断和治疗、工业生产等领域都有着广泛的应用，它的原理和结构对于我们深入理解粒子物理和加速器技术都具有重要意义。
希望通过本文的介绍，可以让读者对加速器的原理有一个更加清晰的认识。
加速器原理总结
加速器原理总结第一章：绪 论1、加速器的分类： 1) 按加速粒子的种类分:①电子加速器;②离子加速器;③全粒子加速器. 2) 按粒子运动轨道形状分:①直线加速器;②回旋加速器;③环形加速器. 3) 按加速电场的种类分①高压;②感应;③高频共振加速器; 2、加速器束流品质（1）粒子的品种（电子、离子、全粒子） （2）束流能量及可调范围; （3）束流的能散度：EE∆ （4）束流强度及时间特性：I ，直流束或脉冲束。
（5）束流的发射度：'(,)S r r επ=()mm mrad ⋅3、粒子运动参数的相对论表达式 相对速度：v cβ= 粒子质量：m = 粒子能量：20mc ε=;22mc ε===001)W εεε=-=20()w P mv m c mc ccβεββ+====由：22mc ε===12220()βεεε=-⇒1112222200001122000111()[()()][()]11[(2)][(2)]P w c c cw w w c cεεεεεεεεεεεε=-=-+=+=-+=+第二章 带电粒子的产生→电子枪和离子源1、电子枪-基本结构和工作原理 （1）热发散电子枪的结构及工作原理 （2）场致式电子枪的结构及工作原理2、离子源-基本结构和工作原理 （1）高频离子源的结构及工作原理; （2）双等离子源的结构及工作原理; （3）ECR 离子源的结构及工作原理.（4）离子源中产生等离子体的基本过程：电离、离解过程；复合过程；动态平衡。
3、离子源的束流品质 （1）束流强度； （2）束流的发射度；（3）束流的亮度。
4、束流相空间理论1）在理想条件下，),(x x '或),(y y '二维束流相空间（相平面）中的相图，及束流发射度表达式。
2）发射度的几种基本测量方法：三截面测量法；多孔取样测量法，二维投影密度的双缝法。
第三章 倍压加速器1、高压型加速器两种基本类型（倍压、静电）2、倍压加速器的基本结构及原理3、单极倍压线路的电路图及工作原理。
加速器物理课件第8章稳相基础
( s i )Va cos s Va cosd
'
s
i' s
i' s
s i
与 s 共轭的相位为 s'
5
6
对于直线加速器，共振粒子与非共振粒子在 两个加速间隙的飞行距离相等 L 0但是因为p 0所以 0 1 1 T Ts s
相位向右移动 φi Φ’i
-φs
φs
Φ’s
100 200 300
4
当相位超过 s时会逐渐变小，直到某一个相位 i' 0
0 既而 0 相位向左移动， 实现了相位围绕 s的振荡
初始相位 i与 i' 称为共轭相位。
s i s V cos d ( ) V cos s i a s i a i'
dv dp d 1 d 2 dp ( 2 1) (1 s ) vs ps s s s ps
l 1 s2 d dT dL dv d 2 dp ( l 1 s ) 2 Ts Ls vs ps s s s l 1 s2 s2
d 2 k qVa (cos cos s ) d G s G s d qVa (cos cos s )d 2k
21
积分： s 0 m G s 1 2 ( ) qVa (cos cos s )d 2 2k 同理积分： s v' m 0 G s 1 2 ( ) qVa (cos s cos )d 2 s 2k
s ( s
s)
加速器原理总结123
1、加速器的分类：1) 按加速粒子的种类分: ①电子加速器;②离子加速器;③全粒子加速器. 2) 按粒子运动轨道形状分:①直线加速器;②回旋加速器;③环形加速器. 3) 按加速电场的种类分①高压;②感应;③高频共振加速器;2、加速器束流品质（1）粒子的品种（电子、离子、全粒子）（2）束流能量及可调范围;（3）束流的能散度：E E ∆（5）束流的发射度：'(,)S r r επ= ()mm mrad ⋅（4）束流强度及时间特性：I ，直流束或脉冲束。
3、粒子运动参数的相对论表达式 相对速度：v cβ=粒子质量：m =粒子能量：20mcε=22mc ε===001)W εεε=-=20()w P mv m c mcccβεββ+====由：22mc ε===12220()βεεε=-⇒1112222200001122000111()[()()][()]11[(2)][(2)]P w c c cw w w c cεεεεεεεεεεεε=-=-+=+=-+=+第二章 带电粒子的产生→电子枪和离子源（1）热发散电子枪的结构及工作原理 发射极、聚焦极和引出极；阴极一般由低逸出功的材料制成，由电源加热，发射出热电子。
要求阴极材料的电子逸出功要低、熔点要高、蒸发率要小、不易中毒。
栅极的主要功能是对阴极发射的电子起聚焦作用，也称为聚焦极 。
引出极将电子束引出到后加速器系统中。
原理：阴极通过加热发射热电子，栅极聚焦电子束，最后又引出极将电子束引出到加速器系统中。
（2）场致式电子枪的结构及工作原理 在场致发射式阴极上加适当高电压，在阴极表面附近形成大于106V/cm 的强电场，依靠强电场发射电子。
其他的同热发散式电子枪。
（1）高频离子源的工作原理; 高频离子源是一种电子振荡式离子源，利用高频电磁场和轴向稳衡磁场，使放电室中的 自由电子作往复振荡运动，从而使气体得以充分游离而形成等离子体，阳极和吸极之间加一定电压，形成轴向引出电场，使正离子通过吸极上的孔道引出。
直线加速器的规章制度
直线加速器的规章制度第一章总则第一条：为了规范加速器的管理和运行，保障加速器的安全和科研工作的正常进行，制定本规章制度。
第二条：本规章制度适用于加速器的所有工作人员，包括管理人员、科研人员、技术人员等。
第三条：加速器的管理人员有权对本规章制度进行解释，并对违反规定的人员进行处理。
第四条：所有工作人员要严格遵守本规章制度，不得擅自修改或违反规定。
第五条：对于违反本规章制度的人员，将按照情节轻重给予警告、处罚甚至开除等处理。
第六条：本规章制度的修订和变更需报经管理人员同意后方可执行。
第七条：加速器的安全和稳定是第一位的，所有工作人员要时刻绷紧安全这根弦。
第二章人员管理第八条：所有工作人员须经过严格的培训和考核，持证上岗方可从事相应工作。
第九条：所有工作人员上岗前需熟悉加速器的运行原理和操作流程，确保操作规范，杜绝意外发生。
第十条：工作人员需按照工作计划和班次轮班上岗，不得擅自更改班次。
第十一条：任何人员不得私自调整加速器的运行参数，必须经过管理人员同意后方可进行调整。
第十二条：工作人员需定期参加安全培训和应急演练，提高安全意识和自救能力。
第三章安全管理第十三条：加速器的安全管理是关键，必须严格按照安全操作规程执行，确保人员和设备的安全。
第十四条：加速器运行中如有异常情况，应立即停止运行并报告管理人员，等待进一步处理。
第十五条：加速器设备定期维护和检查，如有发现异常现象需及时处理，确保设备的正常运行。
第十六条：对于加速器相关设备的使用和管理，需制定相应的规范和操作手册，并严格执行。
第十七条：加速器的安全事故发生时，应及时报警并进行应急处置，做好事故调查和处理工作。
第十八条：在加速器运行过程中，不得私自插拔设备或进行其他危险操作，必须严格按照规定操作。
第四章环境保护第十九条：加速器运行过程中要注重环境保护，严格执行环保政策和相关规定。
第二十条：加速器产生的废水、废气和废物要进行规范处理，不得随意排放。
第二十一条：加速器周围的环境要保持整洁，定期进行清理和整治，确保环境卫生。
加速器原理作业习题
加速器原理作业及习题第一章绪论习题1、求动能W=25MeV质子的相对速度、质量比、磁刚度、动量。
将质子垂直于磁场方向入射到均匀磁场中，当B=1.5 T 时,求其轨迹的曲率半径.2、如果带电粒子是动能为25MeV的电子，题1中所列各参数等于多少？3、当离子被加速到较高能量时，必须考虑相对论效应。
试推导考虑相对论效应时离子的动量与动能之间的理论关系式。
第二章粒子源与束流品质习题1、简述电子枪的结构、组成及工作原理。
2、简述潘宁离子源的结构、组成及工作原理。
3、简述高频离子原的结构、组成及工作原理。
4、简述双等离子体离子源的结构、组成及工作原理。
5、简述ECR离子源的结构、组成及工作原理。
6、简述Cs溅射离子源的结构、组成及工作原理。
7、试简述发射度的三截面测量原理并给出相关理论方程。
8、试简述发射度的多孔取样法测量原理并推导相关理论方程。
第三章倍压加速器习题1、试简述单极倍压线路的升压原理。
2、一台倍加器的倍压电源采用单边倍压线路，给定级数N=5，Va=110KV，C=0.02uF， f=50Hz，I=2mA；试计算：1) 最高电压、平均电压、电压降、电压波动各为多少？2）如果供电频率提高到f=20kHz，上述各量为多大？3）讨论供电频率对上述各参量的影响。
3、简述倍压加速器的基本结构、组成及工作原理。
4、试推导磁短透镜的焦距方程。
5、通过理论推导，简述电四极透镜的聚焦原理；6、通过理论推导，简述磁四极透镜的聚焦原理；第四章静电高压加速器习题1、试简述静电起电机的结构、组成及工作原理。
2、试由充电电压、输电电流及击穿电场的理论方程出发，分析影响静电加速器负载电流和加速电压进一步提高的限制因素。
3、一台3MeV质子静电加速器采用静电分析器，设给定偏转电压为30kV，偏转极板间隙宽d=5mm，求束流偏转半径多大？如改用磁分析器，取磁感应强度 B=1.25T，偏转半径又该多大？4、试简述单极静电加速器的结构、组成及工作原理。
加速器第八章
AGS
n AGS周长约800米，由240个磁铁节组成， 值大于300。两个n 为正(F)，两个n为负(D)的磁铁组成一个结构周期，中间为 安装各种功能部件分别插入两个直线段(O)，形成FOFDOD磁 场聚焦结构。由一台200MeV质子直线加速器作注入器。
3 分离作用强聚焦同步加速器 1972年美国费米国家实验室只用了AGS一半的钱，建成了 (400GeV) 强聚焦加速器(Tevatron)，直径2公里，建在深6米的 地下隧道内，耗资达到2.5亿美元。 该加速器的1000块超导磁铁由液氦冷却，使温度达到摄氏零 下268度，其低温冷却系统在1983年投入运行时为加速器历 史上历来建造的最大的低温系统 1983年7月，Tevatron能量倍增器产生了第一个能量为512 GeV的束流。
“同步加速器（Synchrotron）”自它诞生25年以来， 大大地影响着我们生活的各个方面――甚至是我们 未知的那些领域。“同步加速器（Synchrotron）” 总能帮我们生产出可口的巧克力、让我们的iPOD能 够储存成千上万的旋律，而且还极大地提高了飞机 的安全性。
巧克力中的可可油拥有六种不同的晶体，而口感特别 好的巧克力的晶体结构非常独特。将巧克力中的晶体 结构拍摄下来，我们就能知道如何生产出可口的巧克 力了。巧克力生产厂家就是这样利用同步加速器 （Synchrotron）生产美味的巧克力的――还能不断提 高巧克力的 质感、口感和外观。
核工业基础知识
第三章 核电站动力装置
核工业基础知识
（四）稳压器 现代大功率压水堆核电站都采用电热式稳压器。 电热式稳压器一般采用立式圆柱形结构。用来 抑制压力升高的喷雾器安置在稳压器上部蒸汽空间 的顶端。限制压力降低的电加热元件安置在稳压器 下部水空间内。
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第三章 核电站动力装置
核工业基础知识
三、一回路辅助系统 （一）化学和容积控制系统 核电站的化学容积控制系统的作用是调节一回 路系统中稳压器的液位，以保持一回路冷却剂容积； 调节冷却剂中的硼浓度，以补偿反应堆在运行过程 中反应性的缓慢变化；通过净化冷却剂及添加化学 药剂，保持一回路的水质。 （二）主循环泵轴密封水系统 （三）硼回收系统 （四）补给水系统 （五）取样系统及分析室
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核工业基础知识
第二章 核反应堆
反应堆本体的组成和结构
第三节
反应堆总体结构均可分为反应堆本体和回路系统 两部分。 反应堆本体通常由反应堆（压力）容器、堆芯 （活性区）、堆内构件及控制棒驱动机构等几部分组 成，如图3所示。
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核工业基础知识
第二章 核反应堆
图 3 反 应 堆 的 构 成
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核工业基础知识
核工业基础知识核工业基础知识前言第一章核燃料循环第二章核反应堆第三章核电站动力装置第四章核燃料的开采冶炼和浓缩第五章核燃料元件的制造第六章乏燃料后处理第七章带电粒子加速器第八章核聚变装置第九章核设施退役第十章放射性废物的贮存处理和处置核工业基础知识核工业基础知识简要介绍核燃料循环体系核反应堆核动力堆装置核燃料开采冶炼和浓缩核燃料元件制造核燃料后处理带电粒子加速器核聚变装置核设施退役及放射性三废处理处置等
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第三章 核电站动力装置
核工业基础知识
二、一回路系统及主要设备 压水堆核电站的一回路系统除了反应堆之外的 主要设备有：蒸汽发生器、冷却剂主循环泵、稳压 器及主管道等。 （一）反应堆压力容器 压力容器是压水堆核电站中最关键的高温高压 设备。
医用直线加速器室工作制度(三篇)
医用直线加速器室工作制度第一章总则第一条为规范医用直线加速器室的工作，确保医疗事业的正常运行，特制定本工作制度。
第二条医用直线加速器室工作是指医院或医疗机构中负责放射治疗的医用直线加速器室的日常工作。
第三条医用直线加速器室工作的宗旨是贯彻“安全、协作、高效”的原则，保障病人的安全和健康，提高医疗服务质量。
第四条医用直线加速器室工作由主任医师负责，副主任医师、放射治疗师、技师等根据岗位职责协助工作。
第五条医用直线加速器室工作遵循“安全第一，预防为主”的原则，强调科学、制度、规范的管理。
第六条医用直线加速器室工作应遵守相关法律法规和政策规定，严守职业道德规范。
第七条医用直线加速器室工作应坚持团队协作，互相帮助，共同提高工作效率和服务质量。
第二章医用直线加速器室工作内容第八条医用直线加速器室工作的主要内容包括但不限于下列工作：（一）医用直线加速器室的日常管理和维护；（二）放射治疗计划的制定和执行；（三）放射治疗器械的操作和维护；（四）病人的接待、安排、记录和随访；（五）放射治疗设备的质量控制和质量保证；（六）医用直线加速器室的安全防护；（七）医用直线加速器室的科学研究和教学工作；（八）医用直线加速器室的档案管理和数据统计。
第九条医用直线加速器室工作的具体操作流程和技术标准应由医院或医疗机构制定并及时调整。
第十条医用直线加速器室工作应符合现代信息化建设的要求，利用医疗信息系统进行工作记录和数据管理。
第三章医用直线加速器室工作人员第十一条医用直线加速器室工作人员应具备相应的医学和技术知识，熟悉相关法律法规和操作规程，具备一定的卫生知识和团队合作精神。
第十二条医用直线加速器室工作人员根据其职责和分工，分为主任医师、副主任医师、放射治疗师、技师等。
第十三条医用直线加速器室工作人员应按照相关规定进行注册和考核，不得从事与工作职责不符的活动。
第十四条医用直线加速器室工作人员应接受定期培训和考核，提升自身业务水平和服务质量。
2021年直线加速器机房放射防护安全制度
2021年直线加速器机房放射防护安全制度1、按照国家《放射性同位素与射线装置放射防护条例》的要求加强放射卫生防护管理2、直线加速器的防护性能应符合《医用远距离治疗x线卫生防护规则》的标准要求3、参加放射治疗工作的技术人员必须经过严格的放射卫生防护知识培训并合格后，并取得“大型医用设备使用人员上岗证”才能进行上机操作4、直线加速器的操作人员必须严格遵守各项才做规程，并经常检测防护设施的性能，及时处理发现的问题，严禁在直线加速器异常的情况下进行放射治疗5、在对病人实施放射治疗之前，应认真选择和核对治疗方案，准确对位，并注意保护非照射部位6、在对患者进行放射治疗时，操作人员应坚守岗位，并密切监视机器运转情况和患者治疗情况，以便能及时发现并排除异常情况。
7、在放射治疗时，除接受治疗的病人外，其他人员一律不得进入治疗室，或在治疗室内逗留，有特殊病人确实需要其家属陪护的，应在其家属同意签字的前提下进行陪护8、在机房区域放置放射警告标志9、操作人员在进入治疗室之前，应关掉控制台上面的高压钥匙开关，并拔下钥匙随身携带进入治疗室10、在进入治疗室时，确保治疗室门不被关闭11、只有在需要出束时，才将高压钥匙开关旋转到“开”（ON）的位置，在出束停止后，应立即将高压钥匙开关旋转到“关”(OFF)的位置。
12、应设置专（兼职）人员，负责本单位的放射卫生防护工作。
2021年直营店管理制度目录第一章考勤管理制度第二章营业管理制度第三章货品陈列标准及要求第四章第五章第六章第七章第八章直营店卫生管理制度直营店奖惩管理制度直营店店员工作规范直营店安保管理制度直营店盘点管理制度第一章企业总则第一条为了加强管理，完善各项工作制度，促进公司发展壮大，提高经济效益，根据国家有关法律、法规及公司章程的规定，特制订本管理细则。
第二条公司全体员工都必须遵守公司章程，遵守公司的规章制度和各项决定、制度。
第三条公司的财产属公司所有。
公司禁止任何组织、个人利用任何手段侵占或破坏公司财产。
加速器操作规程范文
加速器操作规程范文第一章概述1.1目的和范围本操作规程的目的是为了确保加速器设备的安全和正常运行，保障人身安全和设备的完整性。
本规程适用于加速器操作人员的日常工作，包括加速器设备的启动、停机、运行和维护等操作。
1.2定义和缩写1.2.1加速器：指用于加速带电粒子束的设备。
1.2.2加速器操作人员：指获得相关培训和授权，有能力操作加速器设备的人员。
1.2.3安全屏蔽：指通过合理的物理隔离措施，将加速器的辐射和其他危险因素隔离出来，防止对人员和环境产生损害。
1.3参考文件1.3.1加速器设备的技术规格书和操作手册。
1.3.2相关安全管理制度和规范文件。
第二章操作前的准备工作2.1加速器设备的检查2.2安全屏蔽的检查2.3工作许可证在进行加速器设备操作前，加速器操作人员应持有效的工作许可证，该许可证应明确操作时间、地点、工作内容和安全要求等信息。
第三章加速器设备的启动和停机3.1启动前的准备3.2启动过程中的注意事项在加速器设备启动的过程中，操作人员应注意观察设备运行状态，特别关注设备是否有异常声音、异味等情况。
如发现异常状况应立即停机并上报。
3.3停机操作操作人员应按照规定的流程进行加速器设备的停机操作，确保设备在停机过程中处于安全状态。
停机后，加速器操作人员应及时断开相应的电源，并进行设备的常规检查和维护工作。
第四章加速器设备的运行4.1运行时的值班和巡视在加速器设备运行的过程中，应有专人进行值班和巡视。
值班人员应密切观察设备运行情况，如发现异常状况应及时采取应急措施，并上报相关人员。
4.2运行参数的调整加速器运行参数的调整应按照预定的程序进行，操作人员应确保调整过程中不会对设备和人员造成危险。
如需更改参数，必须经过相关部门的批准和记录。
4.3事故和故障处理在设备运行过程中，如发生事故或故障，操作人员应立即采取紧急措施，以防止进一步的损害发生。
同时应及时上报，按照规程进行事故和故障处理。
第五章加速器设备的维护和保养5.1设备巡检5.2设备清洁和保养加速器设备应定期进行清洁和保养，确保设备的正常运行。
加速器原理及应用教学大纲
《加速器原理及应用》教学大纲Principle of Accelerator一、课程基本信息课程名称：加速器原理及应用Principle of Accelerator课程代码：0805080220201课程类别：专业课学时：40学时学分：3个学分考核方式：考查二、教学目的及要求本课程重点讲述加速器基本概念、基本原理及其应用.希望学生通过本课程学习,深入了解各类加速器的工作原理、结构性能特点、及其主要应用领域.三、教材《加速器物理基础》陈佳洱编著，原子能出版社，1993年。
四、参考文献1、《加速器原理》，徐建铭编著，科学出版社，1973年2、《粒子加速器原理》, 杜伟燮编著，原子能出版社，1984年3、《神通广大的射线装置-带电粒子加速器》,方守贤编著，清华大学出版社，2001年4、《加速器理论》，刘乃泉主编，清华大学出版社，2004年五、先修课程要求学生具备《高等数学》、《大学物理》、《数学物理方法》、《线性代数》、《电动力学》、《理论力学》、《高频电子学》等课程基础。
六、成绩评定平时成绩、期末成绩各占30%和70%。
七、主要教学内容第一章绪论(4学时)一、加速器的基本构成二、加速器的发展简史三、加速器的分类四、加速器的应用五、粒子运动参量的相对论述第二章带电粒子源(4个学时)一、带电粒子束的主要参数二、离子源的工作原理及结构三、离子源的主要类型四、电子和正电子源第三章高压加速器(4学时)一、概述*二、高压发生器三、高压电场与绝缘介质四、加速管五、高压加速器的其它技术*六、典型高压加速器及其应用第四章带电粒子在恒定磁场中的运动与聚焦(4学时)一、粒子的封闭轨道和运动方程二、带电粒子在均匀磁场中的运动方程三、带电粒子在常梯度磁场中的运动四、带电粒子在交变梯度磁场中的运动第五章感应型加速器(4学时)*一、电子感应加速器工作原理二、电子感应加速器的结构三、电子束的性能及电子感应加速器的应用四、直线感应加速器第六章回旋加速器(8学时)一、前言*二、经典回旋加速器三、等时性回旋加速器原理四、离子在中心区和引出区的运动五、高频与磁铁系统六、回旋加速器的发展现状和实例第七章自动稳相原理(4学时)*一、自动稳相原理的提出二、相运动方程及小振幅下的相振荡三、相运动的摆模型及位能函数四、相图五、相运动的衰减第八章强聚焦同步加速器及高能加速器组合(4学时)一、同步加速器的发展概况及工作原理二、两种强聚焦系统方案三、同步加速器结构四、共振现象及工作点的选取五、跳相及临界能量六、粒子的注入和引出七、增强器和储存环八、光子工厂九、对撞机十、高能加速器的组合和现状第九章直线加速器(4学时)一、概述二、直线加速器的射频加速结构三、粒子在直线加速器中的运动四、离子直线加速器*五、电子直线加速器六、超导直线加速器第十章电子回旋加速器(4学时)一、发展概述二、普通电子回旋加速器速三、跑道式电子回旋加速器四、超导跑道式电子回旋加速器第十一章加速器新原理与新技术进展(4学时)一、加速器新技术在几个领域内的进展二、加速器新原理研究八、教学手段与方法1、将最新的研究成果充实到教学中我们本着精简经典增加现代的宗旨加强了课程的现代化建设，在体系上减少了内容上的重复，在时间上适当减少教学时数，强化了加速器的基本思想和研究方法教学，压缩传统的教学内容，增加了现代物理学前沿的重大研究成果和前沿课题研究介绍，体现了教学观念和内容的现代化，拓宽学生的知识视野。
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同步加速器能量提高很快，但束流下降很大。 标准模型的验证要求能量更高，流强更大。 如400GeV质子和“静止”的质子碰撞时，相互作用能只 有27.4GeV。若要把相互作用提高一百倍，则要将加速 器能量提高104倍。这样加速器直径也要约提高104 ，达 到104 km数量级，比地球的直径还要大。束流对撞，相 互作用能提高了29倍，
MIRRORCLE-6X的优点在于用与大型加速器相比，较低的费用就可 获得同步加速器的光。每台MIRRORCLE-6X的销售价格为250万美元， 半导体制造商到制药公司的许多私人公司都在排队购买这一设备。 世界上最小的同步加速器前途光明。
同步加速器 带电粒子对撞机 高能粒子加速器主要应用
第一节
同步加速器
一：同步加速器(Synchrotron)原理 粒子轨道曲率半径R固定，主导磁场应满足：
m( t ) v( t ) W( t )(W( t ) 2E0 ) 2 B( t ) qeR qeR
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磁场随粒子的能量增加而增强 满足谐振加速条件，高频加速电场的频率应是粒子回旋频率 的整数倍。
1976年欧洲核子研究中心(CERN)建成400GeV的机器，称为 SPS，于,加速器主环直径约为2km。耗资达到3.5亿美元 1977年，莱德曼在Tevatron发现 粒子，增加了底夸克。
The CDF Detector
CDF ( The Collider Detector at Fermilab
同步加速器在先进的航空安全性方面发挥着重要的作 用。金属和巧克力一样也具有独特的晶体结构，当金 属被腐蚀的时候，其晶体结构就发生了改变。通过同 步加速器拍摄出执行定期航线的飞机金属中的晶体结 构，就能知道金属是否已经被腐蚀了，这样就可以让 有危险的飞机停止飞行。
同步加速器技术还在深入研究人类染色体组织的科学 领域扮演着关键的角色：利用同步加速器可以显示出 遗传基因图谱中蛋白质的三维结构，有助于科学家们 研制出更有效的药物。
超级质子同步加速器 SPS(Super Proton Synchrotron)1971年 开始建造，1976年完 工（右图为SPS隧 道）。它的最大能量 可达400 GeV，它的 主加速器平均直径达 2200米。
二十世纪七十年代末，西欧中心建造了一台 反质子源，称为反质子积累器AA（Antiproton Accumulator）。其主要任务是产生和积累高 能反质子注入到SPS，以便将其改造成一台 “质子反质子对撞机”。 有了反质子后，物理学家们认为如果在低能 时用这些反质子会更有收获。所以西欧中心决 定建造一台新机器，即低能反质子环（LEAR） （后图）。反质子积累环AA中积累的反质子被 引出，在质子同步加速器PS中减速，然后注入 到低能反质子环LEAR进一步减速。
AGS
n AGS周长约800米，由240个磁铁节组成， 值大于300。两个n 为正(F)，两个n为负(D)的磁铁组成一个结构周期，中间为 安装各种功能部件分别插入两个直线段(O)，形成FOFDOD磁 场聚焦结构。由一台200MeV质子直线加速器作注入器。
3 分离作用强聚焦同步加速器 1972年美国费米国家实验室只用了AGS一半的钱，建成了 (400GeV) 强聚焦加速器(Tevatron)，直径2公里，建在深6米的 地下隧道内，耗资达到2.5亿美元。 该加速器的1000块超导磁铁由液氦冷却，使温度达到摄氏零 下268度，其低温冷却系统在1983年投入运行时为加速器历 史上历来建造的最大的低温系统 1983年7月，Tevatron能量倍增器产生了第一个能量为512 GeV的束流。
1952年布鲁海汶建成，能量2.3GeV。宇宙射线能级加速器 (Cosmotron)，54年，能量达到3.0GeV，铁重2000吨 Cosmotron 是人类第一台能量达到宇宙线能级的加速器。 1954年柏克莱建成最高能量达6.4GeV的加速器(Bevatron)， 铁重13000吨。
轨道半径：30英尺
大多数人并不知道如果没有同步加速器，我们就不可 能在数字下载的天堂里遨游这么长时间了。iPOD磁盘 中含有上千个微小的磁场。依靠同步加速器才能生产 出如此小型的iPOD、才能提供更多储存音乐的空间。 iPOD仅仅是一个开端。当我们的电子产品开始采用塑 料材质的时候，信息技术就将变得越来越便宜，而且 变得越来越袖珍。
2 交变梯度强聚焦同步加速器
主导磁铁同时承担偏转和聚焦两种功能，存在两个问题
3 分离作用强聚焦同步加速器
Dipoles
Injection
R.F.
Focusing elements
Fermilab quadrupole
三：同步加速器的发展 1 弱聚焦同步加速器 McMillan提出的同步加速原理，于1946年应用在一台名 为Synchrotron的电子加速器上。 50年代末制造了几台1GeV的弱聚焦电子同步加速器，由 于电子同步辐射损失大而限制了它的发展。 1947年由美国原子能委员会支持柏克莱实验室和布鲁海汶 国家实验室分别设计质子同步加速器，1948年开始建造。
标准模型：1964年，美国盖尔曼“夸克模型”，预言了由三个奇异夸 J/ 克组成、质量为1670MeV/c2的 粒子。1974年丁肇中AGS上发现 粒子，增加了粲夸克。1977年，莱德曼在Tevatron发现 粒子，增加 了底夸克，1978年马丁.佩尔等在SPEAR上发现 粒子（1784MeV轻 子），又间接证明了 中微子的存在，理论上预测存在顶夸克，质 量15MeV，美（PET）、德（PETRA）、日（TRISTAN）竞争。1995年美 国在Tevatron I，在176GeV的能量上发现了顶夸克。
高能同步加速器（COSMOTRON）
最大弱聚焦质子同步加速器 （前苏联杜布纳，58年） 能量：10GeV 轨道半径：28m 真空盒：150x40cm2 磁场对数梯度n=0.65
磁铁重：36000吨
建设时间：10年 验证宇宙射线核作用多重产生现象：一次核作用产生很多 末态粒子 发现了大量的新粒子，1955年在Bevatron上发现反质子 1960年王淦昌在苏联发现反西格玛负超子
f r kfc
f c V (t ) 2R
加速电场的频率随粒子的速度增加而增大
同步调节主导磁场和加速电场频率以维持粒子在一曲 率不变的轨道上谐振加速。
同步加速器加速电子时，实现谐振加速只需升高主导磁铁的工 作磁场，无须调节发射机的频率。
有一定初始能量的电子 (一般大于10~15MeV)从 注入器注入到真空室。 主导磁场随时间周期地 变化着，当电子注入时， 主导磁场值比较低，随 着电子不断加速，主导 磁场的值同步增加。
科学家们利用AGS开展物理实验，其中有四项实验结果获 诺贝尔物理奖。
李政道和杨振宁1956年在BNL工 作期间，成功地解释了在BNL的 COSMOTRON加速器上所做粒子 衰变实验的结果，发现宇称守恒 破坏，荣获1957年诺贝尔物理奖。
1974年丁肇中利用BNL的AGS加速器 开展物理实验，与在SLAC加速器上 开展实验的里克特同时发现粲夸克， 被授予1976年诺贝尔物理奖。
强聚焦原理的认识 西欧核子研究中心CERN也正准备以Cosmotron为原型， 放大4~5倍，设计10GeV的质子同步加速器，估计用铁 35000吨 1952年美国科学家柯隆(E.D.Courant)、李温斯顿 (M.S.Livingston)和史耐德(H.S.Schneider)发表了强聚 焦原理的论文，使加速器有了向更高能量发展的可能。
1963年JAMES CRONIN 和VAL FITCH 开始在BNL的AGS上开展 物理实验，结果发现CP破缺，荣 获1980年诺贝尔物理奖。
1962年LEON LEDERMAN，MELVIN SCHWARTZ和JACK STAEINBERGER在BNL 的AGS上开展的物理实 验中，发现μ子-中微子， 获1988年诺贝尔物理奖。
“同步加速器（Synchrotron）”自它诞生25年以来， 大大地影响着我们生活的各个方面――甚至是我们 未知的那些领域。“同步加速器（Synchrotron）” 总能帮我们生产出可口的巧克力、让我们的iPOD能 够储存成千上万的旋律，而且还极大地提高了飞机 的安全性。
巧克力中的可可油拥有六种不同的晶体，而口感特别 好的巧克力的晶体结构非常独特。将巧克力中的晶体 结构拍摄下来，我们就能知道如何生产出可口的巧克 力了。巧克力生产厂家就是这样利用同步加速器 （Synchrotron）生产美味的巧克力的――还能不断提 高巧克力的 质感、口感和外观。
低能反质子环（LEAR）
第二个环，即反质子收集器AC（Antiproton Collector）在现有的反质子积累器AA附近建造，以 便将反质子的产生率提高10倍。（下图为反质子收集 器AC和反质子积累器AA
反质子收集器AC已经 改为反质子减速器 AD(Antiproton Decelerator)，它执 行反质子收集器 （AC）、反质子积累 器（AA）、质子同步 加速器（PS）和低能 反质子环（LEAR）的 任务（左图），产生 反质子，将其冷却， 减速，最后将其引出， 提供给实验。
同步加速器的主导磁场需要调变，因此它是脉冲式工作的
二：同步加速器分类
按磁场聚焦特性 1 弱聚焦同步加速器 2 强聚焦同步加速器
按加速粒子类型 1 电子同步加速器 2 质子同步加速器
交变梯度强聚焦同步加速器
分离作用强聚焦同步加速器
3 重离子同步加速器
4 粒子同步加速器
1 弱聚焦同步加速器
决定磁间隙尺寸的三因素：1 束流能散度决定相振荡幅度；2 磁铁制 造安置误差决定畸变幅度；3 束流发射度决定自由振荡幅度
Tevatron
•FNAL Tevatron(1 TeV p) –CW(750 keV):Linac(200MeV):Booster(8 GeV):Main Injector(120 GeV): Tevatron Ring