Question

回旋加速器相关知识点有哪些？

Answer 1

回旋加速器相关知识点如下：

1、质谱仪是一种测定带电粒子质量和分离同位素的仪器。如图所示，离子源A产生质量为m、电荷量为q的正离子(所受重力不计)，无初速度地经过电压为U的电场加速后，进入磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动，经过半个周期后到达记录它的感光片的P点。

2、加速电压的高低只会影响带电粒子加速的总次数，并不影响回旋加速后的最大动能。

3、工作原理：带电粒子只在两D形盒的缝隙间被加速，D形金属盒能起到屏蔽外界电场的作用，磁场只能改变粒子的运动方向，使带电粒子被回旋加速，从而在较小的范围内对带电粒子进行多次加速。

4、带电粒子在D形盒中的回转周期等于两盒狭缝间高频电场的变化周期，与带电粒子速度无关。

5、带电粒子在回旋加速器内运动的最终能量。由于D形金属盒的大小一定，所以不管粒子的大小及带电荷量如何，粒子最终从加速器内射出时应具有相同的旋转半径。

Answer 2

回旋加速器模型是电磁组合场的一个典型应用，即电场中的直线加速运动和磁场中的匀速圆周运动交替衔接。是电磁回旋加速器,是对带电粒子加速的。带电粒子在电场力的作用下加速,然后进入磁场,受到洛仑兹力使其运动方向改变转过180度,再次进入电场,这时电场方向改变,使带电粒子再次加速,穿过电场后进入另一个磁场再次转过180度回到电场,电场的方向又改变,对带电粒子继续加速，于是循环这个过程就达到对粒子加速的目的。

质谱仪是一种测定带电粒子质量和分离同位素的仪器。如图所示，离子源A产生质量为m、电荷量为q的正离子(所受重力不计)，无初速度地经过电压为U的电场加速后，进入磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动，经过半个周期后到达记录它的感光片的P点。

回旋加速器 英文：Cyclotron 它是利用磁场和电场共同使带电粒子作回旋运动，在运动中经高频电场反复加速的装置。是高能物理中的重要仪器。带电粒子以某一速度垂直进入匀强磁场时，只在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，其中周期与速率和半径无关，使带电粒子每次进入D形盒中都能运动相等时间（半个周期）后，平行于电场方向进入电场中加速。

回旋加速器的两个D形盒之间的窄缝区域存在周期性的变化的并垂直于两D形盒直径的匀强电场，加速就是在这个区域完成的。为了保证每次带电粒子经过狭缝时均被加速，使其能量不断提高，要在狭缝处加一个与粒子运动的周期一致的交变电压。

在两个D型盒中通入交流电流，通过T＝2Πm／qB求得周期，周期倒数为交流电频率。通入垂直D型盒向内的磁场，这样会使粒子在盒中做圆周运动且通过狭逢速度就会加大，以小电压即可制造高能粒子。

Answer 3

回旋加速器:
(1)构造:回旋加速器的核心部件是两个D 形扁金属盒，整个装置放在真空容器中，如图所示。
　　①两个D形盒之间留有一个窄缝，在中心位置放有粒子源。
　　②两个D形盒分别接在高频交变电源的两极上，在两盒间的窄缝中形成一个方向呈周期性变化的交变电场。
(2)原理:利用电场对带电粒子的加速作用和磁场对运动电荷的偏转作用来获得高能粒子，如图所示。
　　①磁场的作用：带电粒子以某一速度垂直于磁场方向进入匀强磁场时，只在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，其中周期与速度和半径无关，使带电粒子每次进入D形盒中都能运动相等时间(半个周期)后，平行于电场方向进入电场中加速。
(3)特点
　　①带电粒子在D形盒中的回转周期等于两盒狭缝间高频电场的变化周期，与带电粒子速度无关(磁场保证带电粒子做回旋运动，如图所示)。
　　第k次进入左半盒时，经电场加速(2k一1)次，进入左半盒时速度和半径为
　　所以，任意相邻两轨道半径之比
　　可见带电粒子在D形金属盒内运动时，越靠近D 形金属盒的边缘，相邻两轨道的间距越小。
　　③带电粒子在回旋加速器内运动的最终能量。由于D形金属盒的大小一定，所以不管粒子的大小及带电荷量如何，粒子最终从加速器内射出时应具有相同的旋转半径。
　　由牛顿第二定律得
　　动量大小与动能之间存在定量关系
　　可见，带电粒子离开回旋加速器的动能与加速电压无关，而仅受磁感应强度B和D形盒半径的限制。加速电压的大小只能影响带电粒子在D形盒内加速的次数。
所以带电粒子在回旋加速器内运动时间
⑤由于随着带电粒子速度的增大，当速度接近光速时，据爱因斯坦狭义相对论可知，粒子质量增大，回转周期变大，而与交变电压周期不一致，使加速器无法正常工作，所以回旋加速器不能无限地对带电粒子加速。

Answer 4

1 这个设备通电才能用
2 这个设备很费电
3 这个设备的粒子加速作用有限，它能发现的粒子都已经发现完了。