高二物理：回旋加速器的迷惑点，本文清晰讲解！

Struggle

一：分类
加速器分两种，直线加速器和回旋加速器。直线加速器距离太长，不方便，所以多采用回旋加速器。

二：回旋加速器
带电粒子经过电场加速一次，所以要保证电场变化的周期和粒子做圆周运动的周期相同。学生最困惑的地方是下面两个问题。
1、最大动能与什么有关？
因为加速器的最大半径是一定的，所以最后做匀速圆周运动的半径与速度有关，即：R=mv/qB，Ekm=mv²/2，解得：Ekm=q²B²R²/2m，可以看出，回旋加速器的最大动能与加速器的半径R有关，与加速电压，加速的次数无关。电压小，则加速次数多，但最终的速度是一定的。
2、粒子在加速器中运动的时间
这个学生最不清楚。总的运动时间包括在电场中加速的时间和在磁场中运动的时间。

1）计算在电场中运动的时间t1：
如图，s设电场的缝隙宽度为d，如果从Ⅰ加速，加速n次，又到达Ⅰ时，则转了n个半圆，即是n个周期T/2，电场变化周期和粒子做圆周运动周期相同。则：粒子运动的总时间t=t1+t2。在电场中，nd=at1²/2，qU/d=ma，联立求解得出，在电场中运动的时间t1，一定注意加速一次的时间并不是T/2，因为在电场中加速时间极短，所以要求不严格的情况下，可以忽略。
2）计算在磁场中运动的时间t2
t2=nT/2。
【学生迷惑点】：粒子最后出加速器时，到底加不加在磁场中运动的时间。
这个要看最后一次加速后又在磁场中转了几分之一圈。有的资料含糊不清，造成总时间结果不同，其实就是在于最后在磁场中运动的时间是否考虑！再一个就是有的粗略情况下，把电场中的时间忽略了，有的不忽略，也是造成结果不同。一般情况下，最后那一部分可以忽略，严格的情况下不能忽略，这就是造成不同结果的具体原因。
同学们，明白了吧？



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