例谈几种常见加速器的工作原理

加速器的全称是"带电粒子加速器",顾名思义,它是利用电磁场加速带电粒子的装置.带电粒子包括电子、质子、α粒子和各种离子.加速器将电磁能量转移给带电粒子,使带电粒子速度加快,能量增高.按粒子在加速过程中的轨迹和加速原理相结合的分类方法可分为:高压加速器、感应加速器、直线加速器和回旋加速器.今年高考把"回旋加速器"列入考试大纲,所以本文结合例题对几类加速器的工作原理作一探讨.     

例谈几种常见加速器的工作原理

加速器的全称是"带电粒子加速器",顾名思义,它是利用电磁场加速带电粒子的装置。带电粒子包括电子、质子、a粒子和各种离子。加速器将电磁能量转移给带电粒子,使带电粒子速度加快,能量增高。按粒子在加速过程中的轨迹和加速原理相结合的分类方法可分为:高压加速器、感应加速器、直线加速器和回旋加速器。今年高考把"回旋加速器"列入考试大纲,所以本文结合例题对几类加速器的工作原理作一探讨。     

2011年第10期“试一试”答案

回旋加速器的原理是利用磁场使带电粒子沿吲弧形轨道旋转,多次反复地通过高频加速电场,直至达到高能母。     

析带电粒子回旋加速器中的运动径迹

回旋加速器是中学物理电磁学教学的重要内容，它巧妙地将电场对带电粒子的加速和磁场使带电粒子的回旋结合起来，实现了在较小空间对带电粒子的多次加速．其工作原理，教材中作了详细的讲解．然而教学实践发现，具体到带电粒子在回旋加速过程中的运动径迹，不少学生存在模糊认识，甚至在一些教辅资料上也存在错误之处，因此，有必要就此问题作进一步的分析．     

回旋加速器能将粒子加速到多大

人教版高中《物理》第二册（必修加选修）第十五章中“回旋加速器”一节介绍当带电粒子的运动速度变化时,按照狭义相对论,粒子的质量会发生变化,由此,带电粒子在回旋加速器中回旋的周期将会变化,最后粒子的运动周期与所加电压的变化周期不再相同,粒子不能被进一步加速．那怎样定量分析这个过程呢？笔者试着用高中知识进行了推导,得到了离子能达到的最大能量．     

关于“回旋加速器”的两个问题

高中物理新教材第十六章“磁场”第六节“回旋加速器”是新加上去的一节介绍性内容 ,由于内容比较简洁 ,学生不太容易理解 ,在解决配套练习时有困难 ,这里就两个有关问题谈谈我的看法 .回旋加速器是用来使带电粒子加速的仪器 ,它的内部存在着互相垂直的两个场———交变电场 (电势差为Ｕ)和匀强磁场 (磁感应强度为Ｂ) ,交变电场用来使带电粒子加速 ,而匀强磁场只用来使带电粒子旋转 ,回旋加速器的名称即由此而来 .它的优点在于能在较小的空间范围内让粒子受到多次电场的加速 .回旋加速器的核心部分是两个Ｄ形的金属扁盒 ,这两个Ｄ形盒就像是…     

回旋加速器与高考命题例析

回旋加速器是利用磁场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.在高中阶段回旋加速器是教材中介绍的带电粒子在电磁场中的运动的实例,也是近代物理的重要实验装置,是高考考查的重点和热点.笔者结合回旋加速器的发展以及高考中对回旋加速器的考察,对回旋加速器进行探究.回旋加速器主要由圆柱形磁极、两个D形盒状电极、高频交变电源、粒子源和引出装置等组成,如图1所示,其中D形盒     

赏析与回旋加速器有关的高考试题

粒子加速器是一种用人工方法产生高速带电粒子束的装置．它利用一定形态的电磁场将电子、质子或重离子等带电粒子加速,来提供速度甚至接近光速的各种高能量的带电粒子束,是人们改变原子核和基本粒子、认识物质深层结构的重要工具．粒子加速器一般有直线加速器和回旋加速器两种．本为就与回旋加速器有关的高考试题给以分析,     

回旋加速器工作原理问题三则

1 带电粒子加速总时间的计算计算带电粒子在回旋加速器中加速所需的总时间,不仅要计算带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动所经过的时间,还需考虑带电粒子在电场中被加速所经过的时间,并把两者进行比较后决定取舍. 设回旋加速器D形电极圆周的最大半径为R,D形电极间距为d.其间电压为U,匀强磁场的磁感应强度为B,被加速的带电粒子的质量为m,电量为q,粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时所需的向心力就是它所受的洛仑兹力,所以     

例谈带电粒子在磁场中运动问题分析解答

<正>带电粒子在匀强磁场中的运动问题是高考命题的热点。本文结合例题谈谈这类题的分析解答。【例1】回旋加速器是美国物理学家劳伦斯发明的,主要用于加速带电粒子,使之获得较大的动能,回旋加速器的核心部分实际上由两个D形金属扁盒组成,两盒分别与一高频交流电源的两极连接,从而在盒间狭缝中形成匀强电场,使粒子每次穿过狭缝时都得到加速。并把两盒置于匀强磁场中,只要磁场方向垂直于盒底     

回旋加速器“三点”点击

1932年美国物理学家劳伦斯发明的回旋加速器,是磁场和电场对运动电荷的作用规律在科学技术中的应用典例,也是每年高考中的热点问题,考查内容或电场对带电粒子的加速,或磁场对带电粒子的回旋,或两者结合考查学生的综合能力．下面对本节的“三点”问题作一小结,以期使知识系统化．     

带电粒子加速器

加速器是用来加速带电粒子（如质子、电子、氘子、阿尔法粒子等）的装置。在电磁场的作用下，带电粒子被加速到很高的能量，使其与原子核或“基本”粒子相互作用，来研究原子核或“基本”粒子的     

探讨回旋加速器中粒子源的注入位置

人教社新课标教材（选修3—1）《带电粒子在磁场中的运动》一节，在介绍回旋加速器的原理时说：“D1、D2是两个中空的半圆形金属盒，它们之间有一定的电势差（U。A处的粒子源产生带电粒子，它们在两盒之间移动时被电场加速，获得速度”，如图1所示。     

回旋加速器学习过程中必须弄清的几个问题

回旋加速器是高二物理教材中的一节,同学们在学习这—节时必须弄清如下几个问题.一.必须弄清回旋加速器的工作原理1932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器,巧妙地应用带电粒子在磁场中的运动特点,能使带电粒子在较小的范围内受到多次电场的加速.回旋加速器的核心部分是两个D     

对2011年江苏高考物理压轴题的解析与思考

2011年江苏高考的压轴题仍然落实在"带电粒子在场中的运动",与2010年的压轴题一样出现了交变电场,但不同的是粒子在交变电场中加速的运动时间不计,同时组合了磁场,粒子直线加速后在磁场中旋转,是变形的"电磁回旋加速器"模型.同样具备了题目新颖灵活,综合性强,     

为何忽略电场中的时间

回旋加速器是现代物理实验室重要的实验设备之一．各种版本的高中物理教材，在磁场部分通常把回旋加速器单列一节．学完这节后，不少学生存在着这样的疑问：回旋加速器中的带电粒子不仅在磁场中运动，还要在电场中运动．那为什么在计算带电粒子在回旋加速器中运动的时间时，只考虑带电粒子在磁场里运动的时间，不考虑在电场中运动的时间？     

归纳洛伦兹力在现代科技中的应用

高能粒子的加速、电子显微镜中的磁聚焦、微观粒子比荷的测定等都是带电粒子在磁场中的运动在高科技中的运用,在平时解题时经常遇到.下面对关于磁场部分的科技知识进行讨论与收集.     

探讨回旋加速器中粒子源的注入位置

入教社新课标教材(选修3-1)<带电粒子在磁场中的运动>一节,在介绍回旋加速器的原理时说:"D1、D2是两个中空的半圆形金属盒,它们之间有一定的电势差U.A处的粒子源产生带电粒子,它们在两盒之间移动时被电场加速,获得速度",如图1所示.     

如何用v-t图像处理带电粒子在电场中的变速运动

带电粒子在电场中的加速和偏转是电场中最重要的应用问题．当带电粒子所受电场力与速度方向在同一直线上时，粒子将做加速或减速直线运动，此类问题重在考查学生灵活运用动办学规律解决动力学问题的能力，因此在考题中屡见不鲜．本文着重讨论用图线解决此类问题的优越性，特别是当电场周期性变化时v-t图像所显示的神奇效果．     

例谈“磁约束”问题

“磁约束”是利用强磁场将高能粒子约束在磁场内,高温高压等离子体受到洛伦兹力的作用在磁场内回旋从而受到约束,构造一个特殊的磁容器从而建成聚变反应堆,在其中将聚变材料加热至数亿摄氏度高温,实现聚变反应。带电粒子在磁场中的运动是高中物理的难点,在这个问题上的命题也成为历届高考的