Электромагнетизм. Кузнецов С.И. - 45 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

45
вновь, ускоряется и, переходя во второй дуант, описывает там
полуокружность уже большего радиуса 2 и т.д.
Для непрерывного ускорения частицы в циклотроне необходимо
выполнять условие синхронизма (условие «резонанса») – периоды
вращения частицы в магнитном поле и колебаний электрического поля
должны быть равны. При выполнении этого условия частица будет дви-
гаться по
раскручивающейся спирали, получая при каждом
прохождении через зазор дополнительную энергию. На последнем
витке, когда энергия частиц и радиус орбиты доведены до максимально
допустимых значений, пучок частиц посредством отклоняющего
электрического поля выводится из циклотрона 4.
В циклотронах заряженная частица с зарядом q и массой m
ускоряется до скоростей при которых релятивистский эффект
увеличения
массы частицы практически не проявляется. Период
обращения частицы:
qB
m
T
π2
=
.
Радиус траектории частицы
qB
m
R
υ
=
.
Циклотроны позволяют ускорять протоны до энергий примерно
20 МэВ. Дальнейшее их ускорение в циклотроне ограничивается
релятивистским возрастанием массы со скоростью, что приводит к
увеличению периода обращения (он пропорционален массе) и
синхронизм нарушается. Поэтому циклотрон совершенно неприменим
для ускорения электронов (при Е = 0,5 МэВ, m = 2m
0
, при Е = 10 МэВ m
= 28m
0
).
Ускорение релятивистских частиц в циклических ускорителях
можно, однако, осуществить, если применять предложенный в 1944 г.
советским физиком В. И. Векслером (1907 – 1966) и в 1945 г. амери-
канским физиком Э. Мак-Милланом (1907 – 1991)
принцип
автофазировки
. Его идея заключается в том, что для компенсации
увеличения периода вращения частиц, ведущего к нарушению
синхронизма, изменяют либо частоту ускоряющего электрического,
либо индукцию магнитного полей, либо то и другое. Принцип авто-
фазировки используется в фазотроне, синхротроне и синхрофазотроне.
2.
Микротрон (электронный циклотрон) – циклический
резонансный ускоритель, в котором, как и в циклотроне, и магнитное
поле, и частота ускоряющего поля постоянны во времени, но
резонансное условие в процессе ускорения всё же сохраняется за счёт

Страницы