在理解基本之前回旋新工作原理有必要了解在一个移动的带电粒子上的力磁场并且还可以在磁场中的带电粒子的运动。
在磁场中的移动带电粒子的力
当前携带导体长度L仪表具有电流I垂直于磁通密度B拍摄磁场的每米方形的磁场,然后表示作用在导体上的磁力
现在,让我们考虑有没有N个移动免费电子导体躺在长度L米,导致目前的我是安培。
其中,E是一个电子的电荷,它是1.6×10-19库仑。
现在从等式(1)和(2)我们得到
这里,N个电子的电子源导致电流为I安培,并考虑它们在时间t的长度L仪表,因此漂移速度电子将是
从等式(3)和(4),我们得到
它是作用在磁场中的N个电子的力,因此在单个电子中力磁场可
带电粒子在磁场中的运动
当带电粒子在磁场中移动时,将存在极端两个条件。颗粒沿磁场的方向移动,或者它垂直于磁场移动。
当颗粒沿磁场方向的轴线移动时,作用在其上的磁力,
因此,在颗粒上没有作用的力,因此颗粒的速度没有变化,因此它以恒定速度直线移动。
现在,如果带电粒子垂直移动磁场然后粒子的速度不会发生变化。这是因为作用在颗粒上的力垂直于颗粒的运动,因此该力不会对颗粒进行任何工作,因此颗粒的速度不会发生变化。
但是,这种作用在颗粒上垂直于其运动的力和颗粒的运动方向将连续变化。结果,颗粒将在恒定半径的圆形路径中在恒定半径的圆形路径中移动。
如果圆周运动的半径为R米
现在,
因此,运动的半径取决于运动的速度。
角速度和时间段是恒定的。
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在磁场中的这种带电粒子的运动概念在称为回旋加速器的装置中成功使用。概念上这个设备非常简单,但它在工程,物理和医学领域具有巨大用途。这是一个带电粒子加速装置。带电粒子在垂直下的运动磁场单独应用于名为Cyclotron的装置。
施工回旋加速器
该器件基本上有三个主要的结构部件
- 大型电磁铁以在其两个面对面放置的磁极之间产生均匀磁场。
- 由高导电金属制成的两个低高度空心半汽缸。这些回旋加速的这些组分称为菲斯。
- 高频交替高电压源。
建筑细节
田地面朝在电磁杆之间面对面。田田放置,即直线将面对面,它们之间的差距小。此外,电磁体的磁通量垂直地切割这些磁点。现在,这两个磁点连接到交流电压源的两个端子,使得如果一个磁点处于正电位,则在其它将同时具有精确的负电位。由于源代替交替,根据源的频率改变磁点的电位。现在,如果带电粒子从一个靠近一个磁点的点抛出,则具有某些速度v1。由于粒子的运动现在垂直于外部施加磁场,速度不会发生变化,但充电粒子将遵循半径的圆形路径
其中,m克是质量,q库仑是抛出粒子和b韦伯/米的电荷2是外部施加垂直磁场的磁通密度。
旅行π弧度或180O.半径R.1带电的粒子来到迪的边缘。现在应用的时间段和频率电压源如此调整,随着圆周运动的时间段
其他迪的极性变得与颗粒的带电的相反。因此,由于牡电子的吸引力前方,由于颗粒现在所在的鹿的排斥,颗粒会产生额外的动能。
哪里ν1是先前迪的颗粒的速度和ν2是下一个迪的粒子的速度。现在,粒子将通过半径r移动这种更大的速度2仪表。
由于恒定的垂直而来磁场通过这种新的半径r,粒子将另外半周期行进2仪表,并达到目前的迪。当涉及到该边缘时,前面的迪再次变得相反的后面的极性,并且粒子通过动能QV的增益穿过散度之间的间隙,因此再次存在圆形行驶的带电粒子的速度和半径的增益。以这种方式,带电粒子沿着螺旋的螺旋路径延续,具有不断增加的速度。因此,在离开回旋枪头之前,带电粒子得到足够高的所需速度。
频率电压源说f。
这里,2π是常数的,所以可以计算出来的Q和B可以计算,因此电压源的频率是
回旋加速的应用
主要有两种类型的回旋加速器。当需要高度加速的光子时,一个是在不同的物理实验的厕所。还使用高度加速的光子来照射组织。