回旋加速器的工作原理:利用磁场和电场共同使带电粒子作回旋运动,在运动中经高频电场反复加速。
早期的加速器只能使带电粒子在高压电场中加速一次,因而粒子所能达到的能量受到高压技术的限制。用同一高频电压使钠和钾离子加速二次的直线装置,并指出重复利用这种方式,原则上可加速离子达到任意高的能量(实际上由于受到狭义相对论影响,实际只能加速到25-30MeV)。
扩展资料:
回旋加速器的工作原理以及各部位的原因:
1、磁场的作用
带电粒子以某一速度垂直进入匀强磁场时,只在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,其中周期与速率和半径无关,使带电粒子每次进入D形盒中都能运动相等时间(半个周期)后,平行于电场方向进入电场中加速。
2、电场的作用
回旋加速器的两个D形盒之间的窄缝区域存在周期性的变化的并垂直于两D形盒直径的匀强电场,加速就是在这个区域完成的。
3、交变电压
为了保证每次带电粒子经过狭缝时均被加速,使其能量不断提高,要在狭缝处加一个与粒子运动的周期一致的交变电压。
参考资料来源:百度百科-回旋加速器
带电粒子在电场力的作用下加速,然后进入磁场,受到洛仑兹力使其运动方向改变转过180度,再次进入电场,这时电场方向改变,使带电粒子再次加速,穿过电场后进入另一个磁场再次转过180度回到电场,电场的方向又改变,对带电粒子继续加速,于是循环这个过程就达到对粒子加速的目的。
理论上来说:首先,让粒子从D形盒子的中心飘入,即初速度认为是0,经过电场的加速,动能定理得qu=1/2mv², 粒子以v在D形盒子中做匀速圆周运动,由于电场周期=匀速圆周运动的周期,因此,当粒子出D盒子的时候电场改变方向,又给粒子加速了,经过这次加速,粒子以v2又进入另一个D形盒子。由动能定理得nqu=1/2mv²,n就是加速的次数,这里是第二次加速,因此n取2就可以计算出来。然后每次粒子出D形盒子时电场改变方向给粒子加速,粒子再以加来的这个速度进入另一个D形盒子直到r=R,这里r是粒子匀速圆周运动的半径,R是D形盒子的半径。
参考资料
(2016江苏)回旋加速器的工作原理如题15-1图所示,置于真空中的D形....17教育网[引用时间2017-12-20]
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