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回旋加速器动能与次数的关系

现在对在回旋加速器中的粒子的动能与次数问题进行分析。带电的粒子在磁场内做匀速圆周运动,在电场内被加速。根据物理学公式可以得到,最终粒子的动能与它在加速电场内被加速的次数是无关的。动能只和磁场的磁场强度以及加速盒子的半径有关。
回旋加速器动能与次数的关系

 回旋加速器是利用磁场与电场协调作用于带电的粒子,使粒子一直做回旋的周期运动。它是通过磁场的匀速圆周运动,电场的加速运动以及交变电压提供能量来维持回旋的。如今它已经进入医学范畴的运用中,可以对肿瘤进行特异性检测起到重要的作用。那么这个机器中的动能与次数问题是怎样呢,下面来解答。

 

 现在对在回旋加速器中的粒子的动能与次数问题进行分析。带电的粒子在磁场内做匀速圆周运动,在电场内被加速。根据物理学公式可以得到,最终粒子的动能与它在加速电场内被加速的次数是无关的。动能只和磁场的磁场强度以及加速盒子的半径有关。

 

 由上文可知回旋加速器中的粒子的最终动能与它被加速的次数无关。那么如果改变了加速位置的电压场,则加速的次数也会产生改变。因为每一次加速结束后粒子的动能也会相对减少,所以加速次数会增加。但即便如此也不影响最终从加速盒子中出来的粒子的动能大小。因此有些观点是错误的。例如粒子的加速次数越多,那么它的动能就越大,这是错误的。因为加速次数多是由于每次增加的动能小,所以次数才会变多。

 

 值得注意的是,回旋加速器中的加速电场是无法将粒子的速度加速到很大的。一般当粒子被加速到旋转半径等于加速器半径时,它的动能最大。速度过大的时候,也不能忽略粒子在电场的运动时间。而且根据物理学的相对论理论,如果粒子速度很大,质量也会增加,那么会影响到粒子在磁场中的运动周期。最终导致磁场周期和电场加速周期不等同,会无法再进行加速。

 

 回旋加速器中的粒子获得的最终动能与它被加速的次数无关。这一机器将运用于更多的方面。

 


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