§回旋加速器.ppt

课堂引入古往今来,人们一直在思考、探索:世界古往今来,人们一直在思考、探索:世界万物究竟是由什么构成的?它有最小的基本万物究竟是由什么构成的?它有最小的基本结构吗?面对微观世界的结构吗?面对微观世界的““基本基本””粒子,人粒子,人类不断思考:有没有办法使带电粒子获得高类不断思考:有没有办法使带电粒子获得高能量,然后去轰击原子核,通过观察它们的能量,然后去轰击原子核,通过观察它们的变化来探索物质的微观世界?变化来探索物质的微观世界?““要做更多的仪器,还要要做更多的仪器,还要更多地测量。更多地测量。””————阿斯顿阿斯顿学****目标11、知道回旋加速器、知道回旋加速器的基本构造和加速的基本构造和加速原理;原理;22、了解加速器的基、了解加速器的基本用途。本用途。早期的直线加速器早期的直线加速器22、特点:、特点:①①高压电源高压电源②②粒子获得最高能粒子获得最高能量可达量可达10Mev10MevUUEEKK=mv=mv22/2=/2=qUqU11、原理:利用电、原理:利用电场加速带电粒子场加速带电粒子直线加速器直线加速器加速原理:由动能定理得,带电粒子加速原理:由动能定理得,带电粒子经经nn级的电场加速后,增加的动能为:级的电场加速后,增加的动能为:————通过多级加速获得高能粒子通过多级加速获得高能粒子直线加速器直线加速器多级直线加速器应具备的条件:为了保证带电粒子一直加速,应采用交变为了保证带电粒子一直加速,应采用交变电源提供加速电压,且在加速电场以外的区域电源提供加速电压,且在加速电场以外的区域需静电屏蔽,同时还要求电场交替变化的周期需静电屏蔽,同时还要求电场交替变化的周期与带电粒子运动的变化周期同步。与带电粒子运动的变化周期同步。筒间加速筒间加速筒内静电屏蔽筒内静电屏蔽直线加速器占有的空间范围大,在有限的空直线加速器占有的空间范围大,在有限的空间范围内制造直线加速器受到一定的限制。间范围内制造直线加速器受到一定的限制。直线加速器直线加速器加利佛尼亚斯坦福大加利佛尼亚斯坦福大学的粒子加速器学的粒子加速器回旋加速器回旋加速器19321932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器,年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器,实现了在实现了在较小的空间范围较小的空间范围内进行多级加速。内进行多级加速。了解劳伦斯了解劳伦斯劳伦斯劳伦斯(Ernest Orlando (Ernest Orlando RawrenceRawrence))是美国著名物是美国著名物理学家、回旋加速器的发明者,理学家、回旋加速器的发明者,19011901年年88月月88日出生于美日出生于美国达科他州南部的坎顿,是一个教书世家,其祖父及父国达科他州南部的坎顿,是一个教书世家,其祖父及父母都是教师,他年仅母都是教师,他年仅3030岁就闻名于全世界。岁就闻名于全世界。19301930年,劳年,劳伦斯受聘于伯克利加利福尼亚大学担任物理学教授。为伦斯受聘于伯克利加利福尼亚大学担任物理学教授。为了研究核物理,劳伦斯提出一种使粒子作曲线运动并同了研究核物理,劳伦斯提出一种使粒子作曲线运动并同时加速的方案。因人工放射性方面的成果于时加速的方案。因人工放射性方面的成果于19391939年获诺年获诺贝尔物理学奖。贝尔物理学奖。19401940年,劳伦斯成为麻省理工学院内的年,劳伦斯成为麻省理工学院内的另一辐射实验室的美国物理学家之一。另一辐射实验室的美国物理学家之一。在他的实验室中工作过的人,有八人在他的实验室中工作过的人,有八人获诺贝尔奖的殊荣,其中四人是劳伦获诺贝尔奖的殊荣,其中四人是劳伦斯的徒弟或低级合作者,另外四人则斯的徒弟或低级合作者,另外四人则是以别的方式同是以别的方式同““辐射实验室辐射实验室””有联有联系的。系的。回旋加速器的原理回旋加速器的原理