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文档简介

回旋加速器 磁场 用什么方法可以加速带电粒子 电场交替变化与带电粒子运动应满足同步条件 利用电场加速带电粒子 通过多级加速获得高能粒子 将加速电场以外的区域静电屏蔽 采用交变电源提供加速电压 获得高能粒子的一台加速器应具备条件 北京正负电子对撞机 1929年 劳伦斯发明了后来被称为回旋加速器的 原子击破器 1932年建成世界第一台回旋加速器 这是一种有奇特效能的能够加速带电粒子的装置 以后逐渐加大尺寸 在许多地方建成了一系列回旋加速器 致使他在加利福尼亚州伯克利的辐射实验室成为世界物理学家参观学习的基地 劳伦斯还大力宣传推广用加速器中产生的放射性同位素或中子来治疗癌症等疑难病 由于在回旋加速器及其应用技术方面的成就 劳伦斯获得1939年度诺贝尔物理奖 在二战美国研制原子弹期间 劳伦斯从事过用电磁法分离铀 235 以及用加速器生产钚 239的实验研究 为探寻获取美国首批原子弹的装料途径做出了独特的贡献 到1948年 由劳伦斯建议制造的大型回旋加速器已能提供 粒子束 氘粒子束和质子束 同年初 物理学家加德西和拉蒂斯用回旋加速器的380MeV的 粒子找到了介子 不久美国即开始建造第一座 介子工厂 从此 开创了一个高能物理的新时代 由于劳伦斯的倡议和推动 美国加利福尼亚大学建造了一台6GeV高能质子同步稳相加速器 物理学家们在这台巨型加速器上进行高能物理研究 完成了一系列重大发现 回旋加速器是用来加速带电粒子的仪器 其核心部分是两个D形盒 两盒分别接在高频交流电源的两极上 以便在盒间的窄缝中形成电场 使离子每次经过窄缝时都得到加速 两盒放在匀强磁场中 磁感应强度方向垂直于盒底面 离子源置于盒的圆心附近 若离子源射出的离子电量为Q 质量为M 离子的最大回旋半径为R 问 1 盒内有无电场 2 离子在盒内做什么运动 角速度多大 3 所加交流电的频率多大 4 离子离开加速器时的最大动能多大 5 设D形盒间的电场的电势差为U 则离子达到上述能量需要回旋多少周 回旋加速器的D形盒的半径为R 用来加速质量为m 带电量为q的质子 使质子由静止加速到能量为E后 由A孔射出 求 1 加速器中匀强磁场B的方向和大小 解 1 由qvB mv2 R E 1 2 mv2 回旋加速器的D形盒的半径为R 用来加速质量为m 带电量为q的质子 使质子由静止加速到能量为E后 由A孔射出 求 2 设两D形盒间的距离为d 其间电压为U 加速到上述能量所需回旋周数 2 质子每加速一次 能量增加为qU 每周加速两次 所以n E 2qU 回旋加速器的D形盒的半径为R 用来加速质量为m 带电量为q的质子 使质子由静止加速到能量为E后 由A孔射出 求 3 加速到上述能量所需时间 不计通过缝隙的时间 3 周期T 2 m qB且周期与半径r及速度v都无
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