我们知道,世界上第一台回旋加速器是由美国物理学家劳伦斯▪奥兰多于1930年设计而成的,其原理是利用带电粒子在电场力的作用下进行动能和电能之间的相互转换的,期间通过磁场的洛仑兹力改变运动方向使其再次进入电场,但是再次进入电场时电场的方向是改变的,穿过电场后进入磁场再次旋转半圈回到电场,电场的方向又改变,如此循环实现对带电粒子加速的目的。所以,对于回旋加速来说带电粒子在电场中运动的时间控制似乎就显得尤为重要,下面我们就“回旋加速器电场时间”这一问题进行以下简单介绍。
我们需要明确的是,鉴于设备材料以及实验场地的局限性,我们不得不承认无限加速目前仍然只限于理论上,但是其可行性是值得肯定的。我们在进行回旋加速器电场时间计算时可以从理论上出发:
1.先算出经过电场加速的次数n(n=1、2、3、4、5.....);
2.由于每次加速距离一样,并且在加速后受到洛伦兹力的影响都会进行匀速圆周运动,所以可以把每次加速一段一段累加起来,看做粒子在做直线加速运动;
3.在已知加速距离也就是电场宽度d(为固定数值)乘加速次数n的情况下,再利用力学公式:Eq=ma(E为电场强度、q为粒子电荷量、m为粒子质量、a为加速度)求出加速度,最后根据d*n=(1/2)at2的运动学公式就可以求出加速时间了。需要注意的是,由于一般来说加速度时间较短,所以除非进行长时间或精密计算外都会将其忽略。
以上就是关于“回旋加速器电场时间”这一问题的简单介绍,希望对大家有所帮助。其所涉及的电学、力学、磁场力学、运动学等都是物理基础,相对来说大家都比较容易理解,在此不做赘述。