回旋加速器原理和考点分析.doc

回旋加速器原理和考点分析作者:丑佳丽黑龙江省铁力职业教育中心学校【内容摘要】回旋加速器的原理和意义,并利用原理解决相关问题。增大加速电压或微粒的核质比增大,能使一个带电粒子获得很大的速度(能量),但所占的空间范围大。能不能在较小的范围内实现多级加速呢?因此人们创造出回旋加速器。回旋加速器的构造:两个D形金属盒,粒子源,半径为RD,大型电磁铁,。高频交流电源的周期与带电粒子在D形盒中运动的周期相同是加速条件。回旋加速器的优点是体积小,缺点是粒子的能量不会很高。高频考点:回旋加速器中的D形金属盒,它的作用是静电屏蔽。带电粒子从电场中获得能量。做题过程中注意应用公式推导和运算。【关键词】带电粒子加速回旋加速器一、如何能使带电粒子在较小的范围内实现多级加速图1?(能量)?(能量)?拓展:如:①增大加速电压;②使微粒的核质比增大,等等。,即q/m一定,要使带电粒子获得的能量增大,可采取什么方法?,能不能使带电粒子达到所需要的能量?(不能)怎么办?图2多级加速::带电粒子增加的动能为分析:方法可行,但所占的空间范围大。能不能在较小的范围内实现多级加速呢?因此人们创造出回旋加速器。二、回旋加速器的原理和考点图3回旋加速器(1)回旋加速器的构造:两个D形金属盒,粒子源,半径为RD,大型电磁铁,高频电压U.(2)用途:回旋加速器是产生大量高能量的带电粒子的实验设备.(3)原理:::,[1]:高频交流电源的周期与带电粒子在D形盒中运动的周期相同,即:(4)高频考点:(1)回旋加速器中的D形金属盒,它的作用是静电屏蔽.(2)回旋加速器最后使粒子得到的最大速度:,(R为D形盒半径),最大动能:Emax=[2](3)交变电压的周期与带电粒子做匀速圆周运动的周期相等:(4)M和N间的加速电场很窄,:,,带电粒子在电场中的时间不能忽略:,,,或者(5)回旋加速器的优点是体积小,,当粒子速度接近光速时,质量变大,则圆周运动的周期发生变化,粒子是赶上加速电场,、经典例题例1(2008广东物理卷第4题)1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器,其原理如图所示,这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成,其间留有空隙,下列说法正确的是()[3]【解析】根据回旋加速器的原理可知,离子由加速器的中心附近进入加速器,选项A正确B错误;离子从电场中获得能量,选项C错误D正确。【标准答案】.(18分)回旋加速器是用来加速带电粒子的装置,如图所示。它的核心部分是两个D形金属盒,两盒相距很近(缝隙的宽度远小于盒半径),分别和高频交流电源相连接,使带电粒子每通过缝隙时恰好在最大电压下被加速。两盒放在匀强磁场中,磁场方向垂直于盒面,带电粒子在磁场中做圆周运动,粒子通过两盒的缝隙时反复被加速,直到最大圆