高中物理课件《回旋加速器》

加速器分：直线加速器和回旋加速器
回旋加速器的结构：D形盒 强电磁铁 交 流电源 粒子源 引出装置
D形盒
加速器的工作原理：
交流电源
1、磁场的作用：是使粒子发生偏转
2、电场的作用：加速带电粒子
3、加速的条件：交流电源周期与粒子匀速圆 周运动的周期相同 即T0=T磁=2∏m/qB
回旋加速器 优点： 体积小
缺点：带电粒子的能量不 能很高 直线加速器 优点:可以获得相当高能量的粒子
缺点:占地面积太大
我国1989年投入运行的高能粒子加速器---北京正 负离子对撞机,全长200多米的直线加速器.它可使 粒子的能量高达28亿电子伏特
巩固练习
例:回旋回加速器是用来加速一群粒子使它获得很大动能的仪器, 其核心部分是两个D形扁盒,两盒分别和一高频率电源两极接触, 以便在盒间的窄缝中形成匀强电场,使粒子每穿过狭缝都得到加 速,两盒放在匀强磁场中,磁场强度为B,磁场方向垂直于盒底面,离 子源置于盒圆心附近,若离子源射出的离子电量为q,质量为m,粒子
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练习：加速器的D形盒半径为R=0.60m,两盒间距为
d=0.01cm,用它来加速质子时可使每个质子获得的最 大能量为4.0Mev,加速电压为 u=2.0 x 104 V,求: (1)该加速器中偏转磁场的磁感应强度B (2)质子在D形盒中运动时间 (3)在整个加速过程中,质子在电场中运动的时间(已知 质子的质量为m=1.67 x 10-19 C ) (4)质子在加速器运动的总时间.
最大回旋半径Rm,其运动轨迹如图,问:
①盒内有无电场???
②离子在盒内做何种运动???
③所加交流电频率应是多大,离子角 速度为多大?
④离子离开加速器时速度为多大,最 大动运为多少?
⑤设两D形盒间电场的电势差为U, 其电场均匀(粒子在电场中的加速时 间可忽略),求加速到上述能量所需 时间??
思考
上一题中粒子在电场中运动的时间为多少呢??
回旋加速器
用什么方法可以加速带电粒子呢?
可以利用电场
如右图:
可以获得的动能:Ek=1/2mv2=qU
我们是不是可以多加几个电场来对粒子进 行加速呢? 如下图:
1932年,美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器,1939年 因为此项发明还获得了诺贝尔物理学奖.
下面请同学门看书回答以下三个问题:
1、加速器分为哪几种？？？ 2、回旋加速器是有哪几部分构成？？？ 3、回旋加速器的工作原理？？？