高中物理課件《回旋加速.ppt

,回旋加速器,磁場,用什么方法可以加速帶電粒子?,電場交替變化與帶電粒子運動應(yīng)滿足同步條件,利用電場加速帶電粒子；,通過多級加速獲得高能粒子；,將加速電場以外的區(qū)域靜電屏蔽；,采用交變電源提供加速電壓；,獲得高能粒子的一臺加速器應(yīng)具備條件,北京正負電子對撞機,1929年，勞倫斯發(fā)明了后來被稱為回旋加速器的“原子擊破器”，1932年建成世界第一臺回旋加速器。這是一種有奇特效能的能夠加速帶電粒子的裝置。以后逐漸加大尺寸，在許多地方建成了一系列回旋加速器，致使他在加利福尼亞州伯克利的輻射實驗室成為世界物理學家參觀學習的基地。 勞倫斯還大力宣傳推廣用加速器中產(chǎn)生的放射性同位素或中子來治療癌癥等疑難病。由于在回旋加速器及其應(yīng)用技術(shù)方面的成就，勞倫斯獲得1939年度諾貝爾物理獎。 在二戰(zhàn)美國研制原子彈期間，勞倫斯從事過用電磁法分離鈾235，以及用加速器生產(chǎn)钚239的實驗研究，為探尋獲取美國首批原子彈的裝料途徑做出了獨特的貢獻。到1948年，由勞倫斯建議制造的大型回旋加速器已能提供粒子束、氘粒子束和質(zhì)子束。同年初，物理學家加德西和拉蒂斯用回旋加速器的380MeV 的粒子找到了介子，不久美國即開始建造第一座介子工廠。從此，開創(chuàng)了一個高能物理的新時代。由于勞倫斯的倡議和推動，美國加利福尼亞大學建造了一臺6GeV高能質(zhì)子同步穩(wěn)相加速器。物理學家們在這臺巨型加速器上進行高能物理研究，完成了一系列重大發(fā)現(xiàn)。,回旋加速器是用來加速帶電粒子的儀器,其核心部分是兩個D形盒,兩盒分別接在高頻交流電源的兩極上,以便在盒間的窄縫中形成電場.使離子每次經(jīng)過窄縫時都得到加速.兩盒放在勻強磁場中,磁感應(yīng)強度方向垂直于盒底面,離子源置于盒的圓心附近,若離子源射出的離子電量為Q,質(zhì)量為M,離子的最大回旋半徑為R,問: (1)盒內(nèi)有無電場? (2)離子在盒內(nèi)做什么運動?角速度多大? (3)所加交流電的頻率多大? (4)離子離開加速器時的最大動能多大? (5)設(shè)D形盒間的電場的電勢差為U,則離子達到上述能量需要回旋多少周?,回旋加速器的D形盒的半徑為R，用來加速質(zhì)量為m，帶電量為q 的質(zhì)子，使質(zhì)子由靜止加速到能量為E 后，由A 孔射出。求： （1）加速器中勻強磁場B 的方向和大小。,解：（1）由 qvB=mv2 /R,E=1/2mv2,回旋加速器 的D形盒的半徑為R，用來加速質(zhì)量為m，帶電量為q 的質(zhì)子，使質(zhì)子由靜止加速到能量為E 后，由A 孔射出。求： （2）設(shè)兩D形盒間的距離為d，其間電壓為U，加速到上述能量所需回旋周數(shù).,（2）質(zhì)子每加速一次，能量增加為qU，每周