題目列表(包括答案和解析)
(12分)如圖14所示,回旋加速器D形盒的半徑為R,用來加速質量為m、電荷量為q的質子,使質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。
(2)設兩D形盒間距為d,其間電壓為U,電場視為勻強電場,質子每次經電
場加速后能量增加,加速到上述能量所需回旋周數(shù);
(3)加速到上述能量所需時間.
(12分)如圖14所示,回旋加速器D形盒的半徑為R,用來加速質量為m、電荷量為q的質子,使質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;
(2)設兩D形盒間距為d,其間電壓為U,電場視為勻強電場,質子每次經電
場加速后能量增加,加速到上述能量所需回旋周數(shù);
(3)加速到上述能量所需時間.
1932年,勞倫斯和利文斯設計出了回旋加速器;匦铀倨鞯墓ぷ髟砣鐖D14(甲)所示,它由兩個鋁制D型金屬扁盒組成,兩個D形盒正中間開有一條狹縫;兩個D型盒處在勻強磁場中并接有高頻交變電壓。圖14(乙)為俯視圖,在D型盒上半面中心S處有一正粒子源,它發(fā)出的帶電粒子,經狹縫電壓加速后,進入D型盒中,在磁場力的作用下運動半周,再經狹縫電壓加速;為保證粒子每次經過狹縫都被加速,應設法使交變電壓的周期與粒子在狹縫及磁場中運動的周期一致。如此周而復始,最后到達D型盒的邊緣,獲得最大速度后射出。
置于高真空中的D形金屬盒的最大軌道半徑為R,兩盒間的狹縫很小,帶電粒子穿過的時間可以忽略不計。粒子源S射出的是質子流,初速度不計,D形盒的交流電壓為U,靜止質子經電場加速后,進入D形盒,磁場的磁感應強度B,質子的質量為m,電量為q,求:
(1)質子最初進入D形盒的動能多大?
(2)質子經回旋加速器最后得到的動能多大?
(3)要使質子每次經過電場都被加速,則加交流電源的周期是多少?
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