回旋加速器课件 1.pptVIP

回旋加速器 问题： 如何知道一个核桃内部是什么样子？ 学生讨论：用锤子将它砸开。 思考与讨论 我们如何能知道原子核内部的情况？ 答：用高能粒子作为“炮弹”去轰击原子核。 如何获得高能粒子呢？ 电场加速粒子带来的问题 一般情况下我轰击原子核需要的粒子的能 量很高，也就是说需要一个高速的粒子。 由 可知所需粒子速度越高，则加速电压就越高 多级直线加速器 缺点： 1加速装置很长，占地面积大； 2造价很高。 创新：回旋加速器 发明者： Earnest O. Lawrence（1901-1958） 美国 构造：D形盒、强电磁铁、交流 电源、粒子源、导出装置 用途：给粒子加速获得高能粒子 电场作用：给带电粒子加速； 磁场作用：使带电粒子发生偏转； 加速条件：交流电的周期和带电粒子在磁 场中的圆周运动的周期相等。 优点：占地面积小； 缺点：获得的粒子的能量不高 其他加速器 同步加速器 环形加速器 电子回旋加速器 欧洲大型强子对撞机（LHC）是世界上最大的粒子加速器，建于瑞士和法国边境地区地下100米深处的环形隧道中，隧道全长26.659公里。大型强子对撞机2003年开始修建，将近80个国家和地区的2000多名科学家参与这一研究项目。 * 高中物理 通过电场使带电粒子加速 + - 猜想：多个电场加速 一级 二级 三级 n级 + - + - + - + - 粒子获得的能量：E=nqU 早期的加速器只能使带电粒子在高压电场中加速一或两次，因而粒子所能达到的能量受到高压技术的限制。而且为了使带电粒子达到很高的速度，必然要经过多次加速，因此直线加速器得体积通常都较大 直线加速器 世界最大直线加速器：斯坦福大学直线加速器 2英里长的直线加速管 2英里长的直线加速管 回旋加速器演示 分析；对于同一回旋加速器，其粒子回旋的最大半径是相同的（回旋的最大半径等于D形盒的半径），设最大半径为R，最终能量为E。 结论：粒子的最终能量与加速电压无关，与回旋的最大半径有关。加速电压的高低只会影响加速次数，并不影响加速后的最大动能 思考：粒子的最终能量与加速电压有关吗？ 欧洲同步辐射加速器（左图) 大型强子对撞机(LHC)有史以来 人为的最高能量粒子位于日内 瓦郊区瑞士与法国边界地下 的27公里长环形隧道中。 欧洲粒子物理研究中心(CERN) *