1932年,劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器。回旋加速器的工作原

1932年,劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器。回旋加速器的工作原理如图14甲)所示,它由两个铝制D型金属扁盒组成,两个D形盒正中间开有一条狭缝;两个D型盒处在匀强磁场中并接有高频交变电压。图14(乙)为俯视图,在D型盒上半面中心S处有一正粒子源,它发出的带电粒子,经狭缝电压加速后,进入D型盒中,在磁场力的作用下运动半周,再经狭缝电压加速;为保证粒子每次经过狭缝都被加速,应设法使交变电压的周期与粒子在狭缝及磁场中运动的周期一致。如此周而复始,最后到达D型盒的边缘,获得最大速度后射出。

置于高真空中的D形金属盒的最大轨道半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计。粒子源S射出的是质子流,初速度不计,D形盒的交流电压为U,静止质子经电场加速后,进入D形盒,磁场的磁感应强度B,质子的质量为m,电量为q,求:

1)质子最初进入D形盒的动能多大?

2)质子经回旋加速器最后得到的动能多大?

3)要使质子每次经过电场都被加速,则加交流电源的周期是多少?

答案

13分)粒子在电场中加速,根据动能定理得:

得:Ek2=qU

23分)粒子在D形盒内做圆周运动,轨道半径达到最大时被引出,具有最大动能。

       设此时的速度为v,有 ,得

      质子的最大动能Ekm=

33分)忽略粒子在缝隙处运动的时间交变电源的周期T应等于粒子在磁场中运动的周期T0

     

  

相关题目

某学生开展无线电定位“搜狐”比赛,甲、乙两人从图中所
某学生开展无线电定位“搜狐”比赛,甲、乙两人从图中所示地形的O点同时出发,并同时到达A点搜到狐狸,两人的搜狐路径已经在图中标出,则(   
在,,,这四个数中,最大的数是(     ) A.       B.
在,,,这四个数中,最大的数是(     ) A.       B.        C.       D.
原先100美元兑换729元人民币,现在,100美元兑换680元人民币
原先100美元兑换729元人民币,现在,100美元兑换680元人民币。这一变化说明: A.美元汇率升高      B.人民币贬值      C.美元升值      D.美
交警用于检测司机是否酒后开车的检测仪中含有的一种成份
交警用于检测司机是否酒后开车的检测仪中含有的一种成份是重铬酸钾(K2Cr2O7),其中铬元素的化合价是( )     A、+3     B、+4    C、+5    D
水是生命之源,下列有关水的说法不正确的是(     ) A.防
水是生命之源,下列有关水的说法不正确的是(     ) A.防止水体污染是爱护水资源的重要途径之一 B.长期饮用纯净水不利于身体健康 C.经过沉淀、
在某种意义上,现在真正的思想进步是科学努力的结果。哲
在某种意义上,现在真正的思想进步是科学努力的结果。哲学已经把责任交给了它原来的分支如物理学和心理学。哲学家现在能够做的只剩下提供某种
科学家为了证明某一观点先后做了如下两个实验:(1)破坏
科学家为了证明某一观点先后做了如下两个实验:(1)破坏蝌蚪的甲状腺,发现蝌蚪停止发育,不能发育成成蛙;(2)在饲养缸中的水中放入甲状腺激
若关于的一元二次方程有两个不相等的实数根,则的取值范
若关于的一元二次方程有两个不相等的实数根,则的取值范围是() A.     B.且     C.      D.且

最新题目