1、轨道半径r =2、回旋加速器 (1)直线加速器
①加速原理:利用加速电场对带电粒子做正功使带电的粒子动能增加,即qU =ΔEk
②直线加速器的多级加速:教材图3.6—5所示的是多级加速装置的原理图,由动能定理可知,带电粒子经N级的电场加速后增加的动能,ΔEk=q(U1+U2+U3+U4+?Un)
③直线加速器占有的空间范围大,在有限的空间内制造直线加速器受到一定的限制。 (2)回旋加速器
①由美国物理学家劳伦斯于1932年发明。
②其结构教材图3.6—6所示。核心部件为两个D形盒(加匀强磁场)和其间的夹缝(加交变电场)
③加速原理:通过“思考与讨论”让学生自己分析出带电粒子做匀速圆周运动的周期公式T = 2πm/q B,明确带电粒子的周期在q、m、B不变的情况下与速度和轨道半径无关,从而理解回旋加速器的原理。
老师再进一步归纳各部件的作用:(如图)
磁场的作用:交变电场以某一速度垂直磁场方向进入匀强磁场后,在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动,其周期在q、m、B不变的情况下与速度和轨道半径无关,带电粒子每次进入D形盒都运动相等的时间(半个周期)后平行电场方向进入电场加速。
电场的作用:回旋加速器的的两个D形盒之间的夹缝区域存在周期性变化的并垂直于两个D形盒正对截面的匀强电场,带电粒子经过该区域时被加速。
交变电压的作用:为保证交变电场每次经过夹缝时都被加速,使之能量不断提高,须在在夹缝两侧加上跟带电粒子在D形盒中运动周期相同的交变电压。 带电粒子经加速后的最终能量:(运动半径最大为D形盒的半径R) 由R=mv/qB有 v=qBR/m 所以最终能量为 Em=mv/2 = qBR/2m 讨论:要提高带电粒子的最终能量,应采取什么措施?(可由上式分析)
2222mv 2、周期T =2πm/ qB qB
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附件2:独家资源交换签约学校名录(放大查看) 学校名录参见:http://www.zxxk.com/wxt/list.aspx?ClassID=3060
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