高中物理课件回旋加速

1、回旋加速器回旋加速器磁场磁场-回旋加速器回旋加速器原理原理 用什么方法可以加速带电粒子用什么方法可以加速带电粒子? ? qumvek221磁场磁场-回旋加速器回旋加速器磁场磁场-回旋加速器回旋加速器电场交替变化与带电粒子运动应满足同步条件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；利用电场加速带电粒子；通过多级加速获得高能粒子；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；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；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获得高能粒子的一台加速器应具备条件条件磁场磁场-回旋加速器回旋加速器北京正负电子对撞

2、机北京正负电子对撞机磁场磁场-回旋加速器回旋加速器磁场磁场-回旋加速器回旋加速器历史与发展历史与发展 19291929年，劳伦斯发明了后来被称为回旋加速器的年，劳伦斯发明了后来被称为回旋加速器的“原子击破原子击破器器”，19321932年建成世界第一台回旋加速器。这是一种有奇特效能的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。为世界

3、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，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，劳伦斯获得劳伦斯获得19391939年度诺贝尔物理奖。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235235，以及用加速器生产钚，以及用加速器生产钚239239的实验研究，为探寻获取美国首批的实验研究，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。到原子弹的

4、装料途径做出了独特的贡献。到19481948年，由劳伦斯建议制年，由劳伦斯建议制造的大型回旋加速器已能提供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初，物理学家加德西和拉蒂斯用回旋加速器的380mev 380mev 的的粒子找粒子找到了介子，不久美国即开始建造第一座到了介子，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亚大学建造了一台6gev6gev高能质子

5、同步稳相加速器。物理学家们在这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。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。 磁场磁场-回旋加速器回旋加速器例题例题 回旋加速器是用来加速带电粒子的仪器回旋加速器是用来加速带电粒子的仪器, ,其核心部分其核心部分是两个是两个d d形盒形盒, ,两盒分别接在高频交流电源的两极上两盒分别接在高频交流电源的两极上, ,以便以便在盒间的窄缝中形成电场在盒间的窄缝中形成电场. .使离子每次经过窄缝时都得到使离子每次经过窄缝时都得到加速加速. .两盒放在匀强磁场中两盒放在匀强磁场中, ,磁感应强度方向垂直于

6、盒底磁感应强度方向垂直于盒底面面, ,离子源置于盒的圆心附近离子源置于盒的圆心附近, ,若离子源射出的离子电量若离子源射出的离子电量为为q,q,质量为质量为m,m,离子的最大回旋半径为离子的最大回旋半径为r,r,问问: : (1)(1)盒内有无电场盒内有无电场? ? (2)(2)离子在盒内做什么运动离子在盒内做什么运动? ?角速度多大角速度多大? ? (3)(3)所加交流电的频率多大所加交流电的频率多大? ? (4)(4)离子离开加速器时的最大动能多大离子离开加速器时的最大动能多大? ? (5)(5)设设d d形盒间的电场的电势差为形盒间的电场的电势差为u,u,则离子达到上述能量则离子达到上述

7、能量需要回旋多少周需要回旋多少周? ?磁场磁场-回旋加速器回旋加速器例题例题回旋加速器回旋加速器的的d d形盒的半径为形盒的半径为r r，用来加速质量为，用来加速质量为m m，带电量为带电量为q q 的质子，使质子由静止加速到能量为的质子，使质子由静止加速到能量为e e 后，由后，由a a 孔射出。求孔射出。求： （1 1）加速器中匀强磁场加速器中匀强磁场b b 的方向和大小。的方向和大小。 解解：（：（1）由）由 qvb=mv2 /re=1/2mv2qrmeb2磁场磁场-回旋加速器回旋加速器例题例题回旋加速器回旋加速器 的的d d形盒的半径为形盒的半径为r r，用来加速质量为，用来加速质量为m m，带电量为，带电量为q q 的质子，使质子由静止加速到能量的质子，使质子由静止加速到能量为为e e 后，由后，由a a 孔射出。求孔射出。求：（2 2）设两）设两d d形盒间的距离为形盒间的距离为d d，其间电压为，其间电压为u u，加速，加速到上述