回旋加速器是现代高能物理研究中用来加速带电粒子的常用装置。图1为回旋加速器原理示意图,置于高真空中的两个半径为R的D形金属盒,盒内存在与盒面垂直磁感应强度为B的匀强磁场。两盒间的距离很小,带电粒子穿过的时间极短可以忽略不计。位于D形盒中心A处的粒子源能产生质量为m、电荷量为q的带正电粒子,粒子的初速度可以忽略。粒子通过两盒间被加速,经狭缝进入盒内磁场。两盒间的加速电压按图2所示的余弦规律变化,其最大值为U0。加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。已知t0=0时刻产生的粒子每次通过狭缝时都能被最大电压加速。求
(1)两盒间所加交变电压的最大周期T0;
(2)t0=0时刻产生的粒子第1次和第2次经过两D形盒间狭缝后的轨道半径之比;
(3) 与时刻产生的粒子到达出口处的时间差。
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回旋加速器是现代高能物理研究中用来加速带电粒子的常用装置。图1为回旋加速器原理示意图,置于高真空中的两个半径为R的D形金属盒,盒内存在与盒面垂直磁感应强度为B的匀强磁场。两盒间的距离很小,带电粒子穿过的时间极短可以忽略不计。位于D形盒中心A处的粒子源能产生质量为m、电荷量为q的带正电粒子,粒子的初速度可以忽略。粒子通过两盒间被加速,经狭缝进入盒内磁场。两盒间的加速电压按图2所示的余弦规律变化,其最大值为U0。加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。已知t0=0时刻产生的粒子每次通过狭缝时都能被最大电压加速。求
(1)两盒间所加交变电压的最大周期T0;
(2)t0=0时刻产生的粒子第1次和第2次经过两D形盒间狭缝后的轨道半径之比;
(3) 与时刻产生的粒子到达出口处的时间差。
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1932年,美国的物理学家劳伦斯设计出了回旋加速器。回旋加速器的工作原理如图所示,置于高真空中的两D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直。A处粒子源产生的质量为m、电荷量为+q粒子在加速器中被加速,其加速电压恒为U。带电粒子在加速过程中不考虑相对论效应和重力的作用。则( )
A.带电粒子在加速器中第1次和第2次做曲线运动的时间分别为t1和t2,则t1:t2=1:2
B.带电粒子第1次和第2次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比r1:r2=:2
C.两D形盒狭缝间的交变电场的周期T=2m/qB
D.带电粒子离开回旋加速器时获得的动能为B2q2R2/2m
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1932年,劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器。回旋加速器的工作原理如图所示,置于真空中的两个D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计,磁感应强度为B的匀强磁场方向与盒面垂直。两D形盒之间所加的交流电压为U,粒子质量m、电荷量为q的粒子从D形盒一侧圆心处开始被加速(初动能可以忽略),经若干次加速后粒子从D形盒边缘射出。求:
(1)交流电压的频率;
(2)粒子从D形盒边缘射出时的动能;
(3)粒子被加速的次数。
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:劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器,工作原理示意图如图所示.置于真空中的D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可忽略.磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直,高频交流电频率为f,加速电压为U.若A处粒子源产生质子的质量为m、电荷量为+q,在加速器中被加速,且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响.则下列说法正确的是( )
A. 质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比
B. 质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为2∶1
C. 质子被加速后的最大速度不可能超过2πRf
D. 改变磁感应强度B和交流电频率f,该回旋加速器的最大动能不变
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:劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器,工作原理示意图如图所示.置于真空中的D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可忽略.磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直,高频交流电频率为f,加速电压为U.若A处粒子源产生质子的质量为m、电荷量为+q,在加速器中被加速,且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响.则下列说法正确的是( )
A. 质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比
B. 质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为2∶1
C. 质子被加速后的最大速度不可能超过2πRf
D. 改变磁感应强度B和交流电频率f,该回旋加速器的最大动能不变
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劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器,工作原理示意图如右图所示。置于高真空中的D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可忽略。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直,高频交流电频率为f,加速电压为U。若A处粒子源产生的质子在加速器中被加速,且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响。则下列说法正确的是
A.质子被加速后的最大速度不可能超过2πRf
B.质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比
C.质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为
D.不改变磁感应强度B和交流电频率f,该回旋加速器也能加速粒子
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劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器,工作原理示意图如右图所示。置于高真空中的D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可忽略。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直,高频交流电频率为f,加速电压为U。若A处粒子源产生的质子在加速器中被加速,且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响。则下列说法正确的是
A. 质子被加速后的最大速度不可能超过2πRf
B. 质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比
C. 质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为
D. 不改变磁感应强度B和交流电频率f,该回旋加速器也能加速粒子
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劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器,工作原理示意图如右图所示。置于高真空中的D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可忽略。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直,高频交流电频率为f,加速电压为U。若A处粒子源产生的质子在加速器中被加速,且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响。则下列说法正确的是
A. 质子被加速后的最大速度不可能超过2πRf
B. 质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比
C. 质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为
D. 不改变磁感应强度B和交流电频率f,该回旋加速器也能加速粒子
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劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器,工作原理示意图如右图所示。置于高真空中的D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可忽略。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直,高频交流电频率为f,加速电压为U。若A处粒子源产生的质子在加速器中被加速,且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响。则下列说法正确的是
A. 质子被加速后的最大速度不可能超过2πRf
B. 质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比
C. 质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为
D. 不改变磁感应强度B和交流电频率f,该回旋加速器也能加速粒子
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