如图3所示是回旋加速器示意图,一个扁圆柱形的金属盒子,盒子被分成两半(D形电极)分别与高压交变电源的两极相连,在裂缝处形成一个交变电场,在两D形电极裂缝的中心靠
如图3所示是回旋加速器示意图,一个扁圆柱形的金属盒子,盒子被分成两半( D 形电极)分别与高压交变电源的两极相连,在裂缝处形成一个交变电场,在两 D 形电极裂缝的中心靠近一个 D 形盒处有一离子源 K , D 形电极位于匀强磁场中,磁场方向垂直于 D 形电极所在平面,由下向上,从离子源 K 发出的离子(不计初速,质量为 m 、电量为 q )在电场作用下,被加速进入盒 D ,又由于磁场的作用,沿半圆形的轨道运动,并重新进入裂缝,这时恰好改变电场的方向,此离子在电场中又一次加速,如此不断循环进行,最后在 D 盒边缘被特殊装置引出.(忽略粒子在裂缝中的运动时间)
(1)试证明交变电源的周期 T = .
(2)为使离子获得 E 的能量,需加速多长时间?(已知加速电压为 u ,裂缝间距为 d ,磁场的磁感应强度为 B )
(3)试说明粒子在回旋加速器中运动时,轨道是不等间距分布的.
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