1932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器,巧妙地利用带电粒子在磁场中的运动特点,解决了粒子的加速问题.现在回旋加速器

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  • 解析:(1)设质子第1次经过狭缝被加速后的速度为v 1

    qU=

    1

    2 m v 1 2 ①

    q v 1 B=m

    v 1 2

    r 1 ②

    联立①②解得: r 1 =

    1

    B

    2mU

    q

    (2)设质子从静止开始加速到出口处被加速了n圈,质子在出口处的速度为v

    2nqU=

    1

    2 m v 2 ③

    qvB=m

    v 2

    R ④

    T=

    2πm

    qB ⑤

    t=nT ⑥

    联立③④⑤⑥解得 t=

    πB R 2

    2U

    (3)回旋加速器正常工作时高频电压的频率必须与粒子回旋的频率相同.设高频电压的频率为f,则 f=

    1

    T =

    qB

    2πm

    当加速α粒子时α粒子的比荷为质子比荷的2倍,

    f′=

    qB

    4πm =

    f

    2 ,所以不用直接使用.

    改动方法一:让回旋磁场的磁感应强度加倍.

    改动方法二:让加速高频电压的频率减半.