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1、LOGO 棠湖中学棠湖中学 王若彬王若彬回旋加速器回旋加速器LOGO直线加速器直线加速器问题1：通过n级加速的带电粒子（m,q）具有多大的能量？速度又等于多大？(粒子进入第一级极板的初速度忽略不计)问题2:直线加速器有哪些优点？又有哪些缺点？LOGO斯坦福直线加速器中心鸟瞰图 2英里长的直线加速器速调管大厅LOGO回旋加速器回旋加速器1.构造：构造：D形盒、形盒、强电磁磁铁、交交变电源、源、粒子源、粒子源、引出装置等引出装置等组成成LOGOUB 演 示 UAABBA1A1B1B1+LOGO2讨论完成完成带电粒子在加速器中的运粒子在加速器中的运动情况情况 粒子从离子源粒子从离子源发出，在出，在缝
2、隙中第一次被加速，以速率隙中第一次被加速，以速率v1进入磁入磁场，在磁，在磁场作用下做半径作用下做半径为R1=的的圆周周运运动，经过 回到回到缝隙，如果此隙，如果此时缝隙中的隙中的电场恰恰好方向，粒子通好方向，粒子通过缝隙隙时又被加速，以又被加速，以较大的速度大的速度进入入磁磁场做半径做半径为R2=的的圆周运周运动，且半径比之前，且半径比之前 ，以此，以此类推，当粒子推，当粒子圆周运周运动半径等于半径等于 时，速，速度加到最大，便通度加到最大，便通过特殊装置引出，完成加速。特殊装置引出，完成加速。LOGOUB 演 示 UAABBA1A1B1B1+LOGO3 原理总结：加速，偏转 电场磁场LOG
3、O想一想想一想问题1：带电粒子在粒子在D形盒内做形盒内做圆周运周运动的周期的周期随半径的增大是否随半径的增大是否发生生变化？化？为什么什么？由公式可知，周期由公式可知，周期T和半径和半径R及速度及速度v无关，故周期无关，故周期不会发生变化。不会发生变化。LOGO问题2：为了保了保证每次每次带电粒子粒子经过狭狭缝时均被均被加速，使之能量不断提高，所加交加速，使之能量不断提高，所加交变电压的周的周期期应该满足什么足什么样的条件？的条件？因因为带电粒子在磁粒子在磁场中每运中每运动半周加速一次半周加速一次,加在加在两两D形盒形盒间的的电压要与要与带电粒子的运粒子的运动同步同步,所以高所以高频交流交流电
4、源的周期与源的周期与带电粒子粒子圆周运周运动的周期相等的周期相等.LOGO问题3：粒子所能：粒子所能获得的最大速度与什么因素有关？得的最大速度与什么因素有关？获得的最大能量与什么因素有关？得的最大能量与什么因素有关？.,.=:.=,=,有关和质量以及电荷的电量强度磁感形盒的半径量与可见带电粒子获得的能量为那么粒子获得的最大能为粒子运动的最大速度根据形盒的半径半径最大只能等于带电粒子做圆周运动的mqBRDmRBqmVEmqBRVqBmVRDmmm2212222LOGO典例剖析：典例剖析：例1（2008广东物理卷第4题）1930年劳伦斯制成了世界 上第一台回旋加速器，其原理如图1所示，这台加速器由
5、两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是（）A离子由加速器的中心附近进入加速器B离子由加速器的边缘进入加速器 C离子从磁场中获得能量D离子从电场中获得能量ADLOGO例2：如图所示为回旋加旋速器的示意图，已知D形盒的半径为R，中心上半面出口处O放有质量为m,带电量为q的正离子源，若磁感应强度大小为B，求：(1)加在D形盒间的高频电源的频率；(2)离子加速后的最大能量LOGO课堂小堂小结：请同学同学们回回顾本堂本堂课，看看自己有什么收，看看自己有什么收获。课后思考：后思考：带电粒子在回旋加速器中的粒子在回旋加速器中的总运运动时间是否可以求出？如果可以，如何求？是否可以求出？如果可以，如何求？LOGO