在现代物理学的研究中,人们利用高能带电粒子轰击各种原子核,获得不同放射性同位素,为临床医学诊断和治疗提供了全新的高科技手段。高能带电粒子是由小型回旋加速器进行加
(1)此加速器所需的高频电源频率f和加速电压U。
(2)带电粒子在右侧D形盒中运动的相邻两个圆形轨道的半径之比。
(1)设带电粒子加速后最大速度为v,粒子在D形盒内受洛伦兹力作用做匀速圆周运动,由牛顿运动定律有qvB=m
,粒子的回旋周期T=
,高频电源的频率f=
粒子加速后的最大动能E K =
mv 2 ,设粒子在电场中加速的次数为n,则E K =nqU 又t=n
联立以上各式解得U=
(2)设经过n次加速粒子获得速度v n ,由动能定理得nqU=
(n=1,3,5,…),粒子再次进入右侧D形盒又经过两次加速有(n+2)qU=
,第n次时qBv n =m
,则R n =
,第n+2次时qB v+2 =m
,则R n+2 =
联立可得
(n=1,3,5,…)
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