Именно это обстоятельство позволило в циклотроне, как и в линейных ускорителях, использовать для ускорения ионов высокочастотное электрическое поле.
где левая часть равенства - центробежная сила, правая - сила Лоренца.
Решающее значение имеет тот факт, что частота вращения заряженной частицы в постоянном магнитном поле не зависит от энергии частицы.
Рис. 23. Движение заряженной частицы в постоянном магнитном поле
В постоянном магнитном поле заряженная частица движется по окружности постоянного радиуса, если ее скорость и масса остаются неизменными. В этом случае на частицу действуют две равные по величине и обратные по направлению силы. Во-первых, сила Лоренца Fл направленная по радиусу к центру окружности, что не трудно проверить, пользуясь известным правилом левой руки (рис. 23), и во-вторых, центробежная сила Fц. Так как обе силы направлены перпендикулярно к скорости движения, то работы они не совершают, и движение, в идеальном случае, будет происходить бесконечно долго. Что же произойдет, если частице будет каким-либо путем сообщена энергия? В этом случае радиус ее вращения увеличится.
Изобретателю циклотрона - американскому физику Лоуренсу пришла в голову остроумная идея: заставить ускоряемые частицы двигаться не по прямолинейным траекториям, а по круговым. Преимущества такого способа ускорения очевидны: сразу отпадает необходимость в длинных ускорительных трубках. Но как добиться движения частиц по кругу? Оказывается, для этого достаточно поместить частицы между полюсами электромагнита постоянного тока.
Цифровые библиотеки и аудиокниги на дисках почтой от INNOBI.RU
W 6. Циклотрон [1960 Ратнер Б.С. - Ускорители заряженных частиц]
Комментариев нет:
Отправить комментарий