作业帮回旋加速器为什么不用周期变化的
来源：学生作业帮 编辑：拍题作业网作业帮 分类：物理作业 时间：2024/04/30 10:46:04
回旋加速器为什么不用周期变化的
（2013•宿迁二模）美国物理学家劳伦斯于1932年发明的回旋加速器,应用带电粒子在磁场中做圆周运动的特点,能使粒子在较小的空间范围内经过电场的多次加速获得较大的能量,使人类在获得以较高能量带电粒子方面前进了一步,如图所示为一种改进后的回旋加速器示意图,其中盒缝间的加速电场场强大小恒定,且被限制在A、C板间,带电粒子从P0处静止释放,并沿电场线方向射入加速电场,经加速后再进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动,盒缝间隙很小,可以忽略不计．对于这种改进后的回旋加速器,下列说法正确的是（ ）
A．带电粒子每运动半周被加速一次
B．P1P2＞P2P3
C．加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸有关
D．加速电场方向需要做周期性的变化
为什么d不对,为什么不做周期变化?
（2013•宿迁二模）美国物理学家劳伦斯于1932年发明的回旋加速器,应用带电粒子在磁场中做圆周运动的特点,能使粒子在较小的空间范围内经过电场的多次加速获得较大的能量,使人类在获得以较高能量带电粒子方面前进了一步,如图所示为一种改进后的回旋加速器示意图,其中盒缝间的加速电场场强大小恒定,且被限制在A、C板间,带电粒子从P0处静止释放,并沿电场线方向射入加速电场,经加速后再进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动,盒缝间隙很小,可以忽略不计．对于这种改进后的回旋加速器,下列说法正确的是（ ）
A．带电粒子每运动半周被加速一次
B．P1P2＞P2P3
C．加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸有关
D．加速电场方向需要做周期性的变化
为什么d不对,为什么不做周期变化?
题目中已经提到了
”其中盒缝间的加速电场场强大小恒定“,这句话不就是说加速电场不需要周期变化么
再问： 那只是大小恒定，方向要变啊
再答： 仔细看题图就明白了 这种改进的加速器粒子只在穿过AD一侧的缝隙时受到AD间的加速电场而加速，而穿过AD的另一侧缝隙时不会加速，也就是说其中的粒子只有经过一周才加速一次。 所以AD间电场不改变方向，粒子也能获得持续加速。 传统的回旋加速器使用交变电场，粒子运动一周两次穿过D盒缝隙时都会加速，就是说一周加速2次 ps:可以想到，这种改进后的粒子加速器由于不需要同步交流电场，所以结构大大简化，但由于一个运动周期粒子仅获得1次加速，所以这种加速器所能产生的粒子能量也较小
再问： 那是不是这个粒子从一端运动到另一端就不能再回来了
再答： 不是的 粒子经过AD加速段以后进入金属盒中，由于磁场的存在，粒子依然受到洛伦茨力，在金属盒内部做圆周运动，运动半径与粒子速度有关，也就是说只要粒子的运动半径小于D盒的半径，粒子就会在两盒之内持续做圆周运动不断地通过AD加速段，从而获得加速
再问： 那你看如果方向不变的话，他到另一端后做圆周运动再到电场是与刚进电场速度相反的吧，那如果电场方向不变，电场做负功，岂不是又变成原来那个速度大小了
再答： 另一端没有电场 这种题只是理论题，按照题目的思想就是说所有电场都被限制在AD之间，超过这个范围的其他点不存在电场。也就是说只有粒子运动到AD间会加速，在其他位置做匀速圆周运动
”其中盒缝间的加速电场场强大小恒定“,这句话不就是说加速电场不需要周期变化么
再问： 那只是大小恒定，方向要变啊
再答： 仔细看题图就明白了 这种改进的加速器粒子只在穿过AD一侧的缝隙时受到AD间的加速电场而加速，而穿过AD的另一侧缝隙时不会加速，也就是说其中的粒子只有经过一周才加速一次。 所以AD间电场不改变方向，粒子也能获得持续加速。 传统的回旋加速器使用交变电场，粒子运动一周两次穿过D盒缝隙时都会加速，就是说一周加速2次 ps:可以想到，这种改进后的粒子加速器由于不需要同步交流电场，所以结构大大简化，但由于一个运动周期粒子仅获得1次加速，所以这种加速器所能产生的粒子能量也较小
再问： 那是不是这个粒子从一端运动到另一端就不能再回来了
再答： 不是的 粒子经过AD加速段以后进入金属盒中，由于磁场的存在，粒子依然受到洛伦茨力，在金属盒内部做圆周运动，运动半径与粒子速度有关，也就是说只要粒子的运动半径小于D盒的半径，粒子就会在两盒之内持续做圆周运动不断地通过AD加速段，从而获得加速
再问： 那你看如果方向不变的话，他到另一端后做圆周运动再到电场是与刚进电场速度相反的吧，那如果电场方向不变，电场做负功，岂不是又变成原来那个速度大小了
再答： 另一端没有电场 这种题只是理论题，按照题目的思想就是说所有电场都被限制在AD之间，超过这个范围的其他点不存在电场。也就是说只有粒子运动到AD间会加速，在其他位置做匀速圆周运动