高中物理：回旋加速器知识点总结

wulibang 高中物理 2019-02-27

1. 工作原理：

带电粒子只在两D形盒的缝隙间被加速，D形金属盒能起到屏蔽外界电场的作用，磁场只能改变粒子的运动方向，使带电粒子被回旋加速，从而在较小的范围内对带电粒子进行多次加速。

2. 电源的频率f：

带粒子在匀强磁场强度中的运转周期与速率和半径无关，且，尽管粒子运动的速率和半径不断增大，但粒子每转半周的时间不变，因此，必须使高频电源的周期与粒子运动的周期相等，即实现同步，才能使粒子回旋加速，所以高频电源的频率为。

3. 最大动能：

由于D形盒的最大半径R一定，由轨道半径公式可知，

所以粒子的最大动能，

可见，虽然洛伦兹力不做功，但却与B有关；

由，

可见带电粒子获得的最大能量与D型盒半径有关。进一步可知，加速电压的高低只会影响带电粒子加速的总次数，并不影响回旋加速后的最大动能。

4. 粒子在加速器中运动的时间：

设加速电压为U，质量为m、带电量为q的粒子共被加速了n次，若不计在电场中运动的时间，有：

所以

又因为在一个周期内带电粒子被加速两次，所以粒子在磁场中运动的时间

时间

若计上粒子在电场中运动的时间，则粒子在两D形盒间的运动可视为初速度为零的匀加速直线运动，设间隙为d，有：

所以

故粒子在回旋加速器中运动的总时间为

因为，所以，故粒子在电场中运动的时间可以忽略。

5. 由于相对论效应，带电粒子不能被无限加速。