回旋加速器的改進(jìn)實(shí)用教案

1、摘要摘要(zhiyo) 在初步學(xué)習(xí)了回旋加速器的原理之后,知道電子被加速是有一定的速度限制的.但經(jīng)過仔細(xì)(zx)思考,大膽提出改進(jìn)方案.本論文偏重定性分析,其中細(xì)節(jié)由于知識所限難免有疏漏,望老師指正第1頁/共20頁第一頁，共21頁。關(guān)鍵字關(guān)鍵字 回旋加速器 磁場 變軌(bin u) 同步 屏蔽第2頁/共20頁第二頁，共21頁。請選擇請選擇(xunz) 1 繼續(xù) 2 問題的引出(yn ch) 3 問題的分析 4 應(yīng)用 5 小結(jié)第3頁/共20頁第三頁，共21頁。1 問題(wnt)的引出第4頁/共20頁第四頁，共21頁。問題(wnt)的引出n 在初步學(xué)習(xí)回旋(huxun)加速器后，知道它的基本工作原

2、理如圖1所示。第5頁/共20頁第五頁，共21頁。問題(wnt)的引出n 在兩個(gè)D形盒中，有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場（保證電子在D形盒中旋轉(zhuǎn)，達(dá)到反復(fù)加速的目的）。在兩極板L1，L2之間接上正弦(zhngxin)交流電。并使交流電頻率與電子圓周運(yùn)動的頻率相等。由于電子在磁場中運(yùn)動時(shí)有eBmTvRTRvmevBee2)2(2) 1 (2第6頁/共20頁第六頁，共21頁。問題(wnt)的引出n 在電子速度不太大時(shí)（不用考慮相對論時(shí)），電子在磁場中運(yùn)動(yndng)周期只與B有關(guān)，則時(shí)，電子每完成圓周運(yùn)動(yndng)一次會被交流電加速兩次，且，故電子動能不斷增加，也不斷增加。但是由于相對論效應(yīng)，當(dāng)電子速

3、度接近光速時(shí)，電子質(zhì)量開始顯著增大，此時(shí)已不僅僅和B有關(guān)，從而T變化引起變化，,此時(shí)不能再穩(wěn)定加速?，F(xiàn)設(shè)想能對回旋加速器進(jìn)行改進(jìn)。第7頁/共20頁第七頁，共21頁。2 2 問題問題(wnt)(wnt)的的分析分析第8頁/共20頁第八頁，共21頁。問題(wnt)的分析 由一中分析知，電子不能繼續(xù)被加速是由于T變化引起，于是想尋求使T不變的方法，而T不變難以實(shí)現(xiàn)，于是設(shè)想能否使電子的運(yùn)動和T本身無關(guān)(wgun)！ 則有改進(jìn)方案1：在每個(gè)D形盒上有兩塊互不相連的極板，分別接上極性相反的直流電壓U，則若在任兩極板中釋放電子，電子可以順時(shí)針不斷加速下去。第9頁/共20頁第九頁，共21頁。問題(wnt)的

4、分析第10頁/共20頁第十頁，共21頁。問題(wnt)的分析 但稍加思索即知以上模型有一個(gè)很大的漏洞，即在D形盒內(nèi)，兩極板間有電場。即如圖所示。兩極板間會有電場，這種電場會使電子加速所得到能量減小甚多，甚至完全抵消。 電子在兩極板間電場力做正功，D形盒中時(shí)電場力做負(fù)功，當(dāng)正負(fù)功恰好抵消時(shí)，電場對電子不做功，電子無法被加速。而若正負(fù)功不正好抵消，電子每運(yùn)動一周速度(sd)還是能變大一點(diǎn)的。但注意到電子在磁場中運(yùn)動會有變軌現(xiàn)象，這樣的加速器實(shí)際上不可行。 第11頁/共20頁第十一頁，共21頁。問題(wnt)的分析 于是繼續(xù)( jx)改進(jìn)方案得到靈感，若將兩極板間的電場屏蔽掉! 該模型還是可行的。第

5、12頁/共20頁第十二頁，共21頁。問題(wnt)的分析 綜上： 1、若采用正弦交流電進(jìn)行加速，使加速點(diǎn)在波峰波谷的位置。加速和周期有關(guān)，考慮到相對論，電子不可能達(dá)到很大速度(sd)。 2、若不屏蔽D形盒中電場，則電子在D形盒中將被反向加速。 3 、但屏蔽D形盒中電場后，用直流電可穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)對極板的加速。第13頁/共20頁第十三頁，共21頁。3 3 應(yīng)用應(yīng)用(yngyng)(yngyng)第14頁/共20頁第十四頁，共21頁。應(yīng)用(yngyng) 傳統(tǒng)加速器U比較大，由相對論知識T改變而導(dǎo)致電子只能(zh nn)被加速到有限的速度，另外由于要把電子加速到很高能量，回旋加速器半徑已經(jīng)很大。但我認(rèn)為

6、體積并不是約束條件，原理上是沒有問題的。人們是能夠做出合理的回旋加速器將電子加速到更大能量來進(jìn)行科學(xué)研究?；匦铀倨鞑粩喔倪M(jìn)，現(xiàn)在也有不斷改變B使me和B同步改變使為一不變的值使恒定。 第15頁/共20頁第十五頁，共21頁。應(yīng)用(yngyng) 比較這種方案和本論文分析出的方案，區(qū)別在于一個(gè)使得T不變，另一個(gè)使得和T無關(guān)。無論采用何種方法，都是為了加速出更高能量的電子為科學(xué)研究提供(tgng)材料。 第16頁/共20頁第十六頁，共21頁。4 4 小結(jié)小結(jié)(xioji) (xioji) 第17頁/共20頁第十七頁，共21頁。小結(jié)(xioji) 本論文偏重(pinzhng)討論的思路、知識有限，難免有一些細(xì)節(jié)原理并沒有考慮。 并且同步輻射的問題也沒有考慮。所以在此只作定性分析。其中疏漏還需指證，并希望經(jīng)過更系統(tǒng)的學(xué)習(xí)后能進(jìn)行更詳盡的討論。第18頁/共20頁第十八頁，共21頁。謝謝謝謝(xi xie)大家大家!第19頁/共20頁第十九頁，共21頁。謝謝您的觀看(gunkn)！第20頁/共20頁第二十頁，共21頁。NoImage內(nèi)容(nirng)總結(jié)摘要。在初步學(xué)習(xí)了回旋加速器的原理之后,知道電子被加速是有一定的速度限制的.但經(jīng)過仔細(xì)思考,大膽提出改進(jìn)方案.本論文偏重定性分析,其中細(xì)節(jié)由于知識所限難免有疏漏,望老師指正。兩極板間會有電場，這種電場會使電子加速所得到能