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回旋加速器.doc第六节 回旋加速器
教学目标：
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教学重点：回旋加速器的工作原理.
教学难点：回旋加速器的基本用途.
教学方法：阅读法、电教法、对比法.
教学用具：实物投影仪、CAI课件.
教学过程
一、引入新课
在现代的物理学中，为了进一步研究物质的微观结构，需要能量很高的带电粒子去轰击原子核，为了使带电粒子获得如此高的能量，就必须设计一个能给粒子加速的装置——加速器.
二、新课教学
让学生阅读课文，然后回答以下问题：
［问题1］用什么方法可把带电粒子加速？
［学生答］利用加速电场给带电粒子加速.
［板书］由动能定理W=ΔEk
qu=， v=
［问题2］带电粒子一定，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？
［学生答］带电粒子一定，即q/m一定，要使带电粒子获得的能量增大，可增大加速电场两极板间的电势差.
［问题3］实际所加的电压，能不能使带电粒子达到所需的能量？（不能）怎么办？
［学生答］实际所加的电压，，可采用多级加速器.
［投影片出示多级加速］
带电粒子增加的动能ΔE==qu=qu1+qu2+…+qun=q(u1+u2+u3+
…+un)
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让粒子受到多次电场的加速呢？1932年美国物理学家劳伦斯发明的回旋加速器解决了这一问题.
［板书］回旋加速器
让学生阅读课文，教师随后就回旋加速器的工作原理进行讲解.
［实物投影右图］教师进行讲解：放在A0处的粒子源发出一个带正电的粒子，它以某一速率v0垂直进入匀强磁场，在磁场中做匀速圆周运动，经过半个周期，当它沿着半圆弧
A0A1到达A1时，在A1A1′处造成一个向上的电场，使这个带电粒子在A1A1′处受到一次电场的加速，速率由v0增加到v1，，粒子的轨道半径跟它的速率成正比，因而粒子将沿着半径增大了的圆周运动，又经过半个周期，当它沿着半圆弧A1′A2′到达A2′时，在A2′A2处造成一个向下的电场，使粒子又一次受到电场的加速，速率增加到v2，如此继续下去，每当粒子运动到A1A′、A3 A3′等处时都使它受到向上电场的加速，每当粒子运动到A2′A2、A4′A4等处时都使它受到向下电场的加速，粒子将沿着图示的螺线A0 A1 A1′A2′A2……回旋下去，速率将一步一步地增大.
带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期T=2πm/qB跟运动速率和轨道半径无关，对一定的带电粒子和一定的磁感应强度来说，这个周期是恒定的，因此，尽管粒子的速率和半径一次比一次增大，运动周期T却始终不变，这样，如果在直线AA、A′A′处造成一个交变电场，使它以相同的周期T往复变化，那就可以保证粒子每经过直线AA和A′A′时都正好赶上适合的电场方向而被加速.
［投影片出示板书］
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（1）磁场的作用：带电粒子以某一速度垂直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，其中周期和速率与半径无关，使带电粒子每次进入D形盒中都能运