带电粒子在磁场中的周期

1．直线加速器
问题１：用什么方法可以加速带电粒子?
问题２：根据图示条件，带电粒子 被加速后获得了多少速度?
可知所需粒子速度越高，则加速电压就越高
问题３：由此看来，在带电粒子一定的条件下， 要获得高能量的带电粒子，可采取什么方法?
+ - + - + + -
一级
二级
三级
n级
问题４：此加速器有什么不足，如何改进？
学习目标
1．知道回旋加速器的基本构造及工作原 理．
来自百度文库
2．知道加速器的基本用途．
我们如何能知道原子核内部的情况？ 答：用高能粒子作为“炮弹”去轰击原子核。
1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核从 而发现了质子 1932年，查德威克用一种中性粒子流 分别轰击氢原子和氮原子，打出了一些 氢核（质子）和氮核，测量出被打出的 氮核和氢核的速度，并由此推算出这种 粒子的质量而发现了中子．
问题5：如果Ｄ型盒的半径为R，粒子的 质量为ｍ，电量为ｑ，求粒子获得的最大 动能是多少？能说明什么问题？
问题6：如果Ｄ型盒的半径一定，磁感应 强度B一定时，如果增加交变电场的电压， 加速的次数怎样改变？
例１．如图所示为一回旋加速器的示意图， 已知D形盒的半径为R，中心上半面出口处O放有 质量为m、带电量为q的正离子源．若磁感应强度 大小为B。
世界最大直线加速器观测 宇宙最微观粒子
世界上最长的直线加速器位于美国斯坦福大学一座毫不
起眼的灰色建筑群内。美国斯坦福大学直线加速器实验室
的科学家们曾获得过三次诺贝尔奖，它发出的X射线自由电
子激光将比现有X射线源强大约100亿倍，从而使研究人员 们可以在化学反应期间拍摄原子和分子影片。
2．回旋加速器
问题１:什么能让粒子转圈圈呢？
如图所示．设位于加速电场中心的粒子源发出一 个带正电粒子，以速率v垂直进入匀强磁场中． × × × ×
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问题２：电场和磁场的作用是什么？
问题３：如果要使带电粒 子在回旋器中不断加速， 怎么办？ 问题４：带电粒子在磁场中的周期会发生改变 吗？所加交变电场的周期与粒子在磁场中运动 的周期有什么关系？你如何解释“同步”？
(3)质子在电场中加速一次所获得的能量E?总共加速多少 次？转了多少圈？ (4)质子在D形盒中运动的时间?
小结：
mv r qB
m vm R qB
周期： T运
2m T电 Bq
求：(1)带电粒子在磁场中的周期.
(2)加在D形盒间的高频电源的频率． (3)离子加速后的最大动能．
o
课堂练习．回旋加速器的D形盒半径为R，两盒间距 为d，用它来加速质子时可使每个质子获得的最大动能为 Ek，加速电压为U，已知质子的质量为m．质子的带电量e。 求： (1)该质子的最大速度vm? (2)该加速器中偏转磁场的磁感应强度B?