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在某回旋加速器中,磁场的磁感应强度为B,粒子源射出的粒子质量为m,电荷量为q,粒子的最大回旋半径为Rm,问:(1)D形盒内有无电场?(2)粒子在盒内做何种运动?(3)所加交变电场的
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更新时间:2024-04-27
问题描述:

在某回旋加速器中,磁场的磁感应强度为B,粒子源射出的粒子质量为m,电荷量为q,粒子的最大回旋半径为Rm,问:
(1)D形盒内有无电场?
(2)粒子在盒内做何种运动?
(3)所加交变电场的周期是多大?
(4)粒子离开加速器时能量是多大?
(5)设两D形盒间电场的电势差为U,盒间距离为d,其间电场均匀,求把静止粒子加速到上述能量所需的时间。

初忠回答:
  (1)D形盒由金属导体制成,具有屏蔽外电场的作用,盒内无电场(2)带电粒子在盒内做匀速圆周运动,每次加速后轨道半径增大(3)交变电场的周期应与粒子旋转的周期相同,即(4)粒子离开加速器时达到最大速度vm,由,可得vm=则其动能为(5)设粒子达到最大动能须经n次加速,则粒子在回旋加速器中运动的时间t应为在D形盒内的回旋时间t1与通过D形盒间的缝隙的加速时间t2之和,即t=t1+t2由nqU=Ekm,得n则粒子旋转的周期数为粒子在两D形盒缝隙中加速时,受到的电场力为,运动的加速度,质子n次通过缝隙的总位移为s=nd,由于质子n次加速的过程可视为初速度为零的匀加速直线运动,故有(注意等效的思想方法)所以
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