回旋加速器是用来加速带电粒子的装置,如图为回旋加速器的示意图.D1、D2是两个中空的铝制半圆形金属扁盒

2025-03-18 13:18:14
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回答1:

(1)交变电压的周期与粒子在磁场中运动的周期相等,
根据T=
2πm
qB
得,
交变电压的频率f=
1
T
qB
2πm

(2)根据动能定理得,2nqU=
1
2
mv2

解得v=2
nqU
m

根据qvB=m
v2
R
得,R=
mv
qB
2
B
nUm
q

(3)设经过n次加速,
在电场中加速的总时间为:t1=
nd
v
2
2nd
v

带电粒子在磁场中运动的周期不变,在D形盒中回旋的总时间为t2=n
πR
v

t1
t2
<<1
时,有:
2d
πR
<<1

解得d<<
1
2
πR

答:(1)交变电压的频率
Bq
2πm

(2)带电粒子在D1盒中第n个半圆的半径
2
B
nUm
q

(3)电场加速时间忽略不计的条件为d<<
1
2
πR