一、回旋加速器的原理
回旋加速器主要利用带电粒子在磁场中的运动特点而制成的,它的核心部分由两个D形金属盒构成,在两个D形盒的中间有一条窄缝,在中心附近放有粒子源磁场方向垂直的底面。分别把两个D形盒接在高频电源两极上(电源频率一定),高频电源的周期与带电粒子运动的周期相同,工作原理如图1。放在A0处的粒子源发出一个带正电的粒子,它以一定速率v0垂直进入匀强磁场,在磁场中作匀速圆周运动,经过半个周期,它沿着半圆弧A0A1到达A1时在A1A1,处造成一个向上的电场,使带电粒子在A1A1′,受到一电场的加速,速率由v0增加到v1,然后粒子以v1的速率在磁场中做圆周运动,粒子的轨道半径跟它的速率成正比,因此粒子沿着半径增大的圆做圆周运动,又经过半个周期,当它沿着半圆弧A1′A2′到达A2′在A2′A1处造成一个向下的电场,粒子又一次受到加速增大到v2,如此继续下去,粒子沿着如图1螺旋线A0A1′A2′A2……回旋下去,速率由v0、v1、v2……增加下去,当接近于光速时,带电粒子的频率和电场频率不再一致,所以带电粒子在此电场的速率达到了最大极限,再用特殊装置将带电粒子引出去。
二、对于回旋加速器的分析
1932年美国物理学家劳伦斯发明的回旋加速器的应用中,当带电粒子运动的速率接近于光速的时候,按照狭义相对论,粒子的运动频率和电场的频率不再一致,如果带电粒子再一次做圆周运动,由于带电粒子的频率和电场的频率不再一致,因而会造成带电粒子的减速,从而不能得到进一步提高速率的带电粒子。所以在这个装置中的带电粒子的速率达到了最大值。
三、对于回旋加速器的改进设想
劳伦斯发明的回旋加速器中电场的频率为恒值,当带电粒子速率接近于光速时,频率也和电场的频率达到了一致而不能继续增速,所以,我认为在原回旋加速器的基础上再加一套增大了电场频率的装置来提高带电粒子的速率。总装置如图2,C、D为原回旋加速器的两根交流输电进线(粗线圈以内),E、F、B、S为内外装置绝缘的四个点,C、H,P、T分别为增大频率的两对输入进线,所以我认为可以用此装置来增大新增电场的频率,以提高带电粒子的速率。
劳伦斯发明的回旋加速器中电场的频率为恒值,当带电粒子速率接近于光速时,频率也和电场的频率达到了一致而不能继续增速,
回答: 狭义相对论的合理性就在于它考虑了两种物质运动形式:速度不变的波和速度随力而变动的粒子,所以它可以比牛顿理论更好地描述高速下波与粒
由 marketreflections
于 2009-12-30 12:08:48