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文档简介
在现代物理学中 为了研究物质的微观结构 人们往往利用速度很高的带电粒子作为 炮弹 去轰击各种原子核 以观察它们的变化规律 怎样才能在实验室大量地产生高速的带电粒子呢 6 3洛伦兹力的应用 探究 怎样获得高速带电粒子 由动能定理 用什么方法可以加速带电粒子 根据图示条件 静止的带电粒子被加速后获得的速度是多少 但是 在实际中能够达到的电压值总是有限的 不可能太高 因而用这种方法加速粒子 获得的能量很有限 一般只能达到几十万至几兆电子伏 既然通过一级电场的加速带电粒子的速度是达不到要求的 我们能否设法突破电压的限制 将这个装置改进一下 使带电粒子获得更大的速度呢 1 直线加速器 北京正负电子对撞机改造后的直线加速器能使正负电子束流的能量达到2 8 2 8gev 直线加速器可使粒子获得足够大的速度 安全 高电压 高绝缘要求成本 占地太长 电费基于成本和安全的考虑 能否设计一种可以让带电粒子多次加速 最终获得高动能带电粒子的装置 此加速器可将质子和氘核加速到1mev的能量 为此1939年劳伦斯获诺贝尔物理学奖 劳伦斯 1901 1958 美国物理学家 2 回旋加速器 1932年美国物理学家劳伦斯巧妙地利用带电粒子在磁场中会发生偏转的特点 发明了回旋加速器 解决了这个问题 请大家阅读教材101页回旋加速器的相关内容 回答以下相关问题 回旋加速器的主要构造是怎样的 粒子在回旋加速器中的运动轨迹是怎样的 它是如何被持续加速的 经回旋加速器加速的粒子可以获得的最大速度是多大 加速条件 交变电场的周期和粒子做圆周运动的周期 每一个周期加速两次 2 电场加速过程中 时间极短 可忽略 相等 交变电场周期与半径无关 运动到半圆盒边缘时 狭义相对论 交变电场周期与半径无关 lhc 上海同步辐射光源 狭义相对论同步辐射 交变电场周期与半径无关 直线加速器 如果不使用交流电源 可否直接用直流稳压电源加速带电粒子 实现回旋加速 盒缝间的加速电场场强大小恒定 且被限制在a c板间 带电粒子从p处静止释放 并沿电场线方向射入加速电场 经加速后再进入d形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动 例 如图所示为一种改进后的回旋加速器示意图 其中盒缝间的加速电场场强大小恒定 且被限制在a c板间 带电粒子从p处静止释放 并沿电场线方向射入加速电场 经加速后再进入d形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动 对于这种改进后的回旋加速器 下列说法正确的是a 带电粒子每运动一周被加速一次b p1p2 p2p3c
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