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。

2、积极采用各种现代化的教学手段

在教学过程中我们注意运用现代化的教学手段参与教学，如用多功能教室、多媒体教学软件等来辅助教学，制作了《加速器原理》PPT课件，word电子教案，使同学们能从陈旧的讲授式，灌输式教学中解脱出来；，创立了适合该门课程以提高兴趣、培养能力、掌握方法、巩固运用的新型课堂教学模式，提高了信息技术与课程整合的信度和效度，构建了适合学生研究性学习、探究性学习的环境。

3、启发式教学

在课堂教学中注重引导学生积极思考。在教学中既注意理论基础，又强调实际应用（能解决实际问题）。力求把基本概念讲清，把基本方法讲透，把基本技能教会。老师在讲课当中还经常插入一些思考题，当堂提问，由学生自愿当场回答。由于这些题目引导性和启发性强，有些题目还有点趣味性，学生都能积极地思考，同时也活跃了课堂的气氛。对于当场给出了比较好答案的学生，老师都记下他们的名字，作为平时成绩记载，以后在评定最后成绩时作参考。加强备课、讲授、辅导和批作业等教学环节，保证上好每一节课。