如圖所示,回旋加速器D形盒的半徑為R,用來加速質(zhì)量為m、電荷量為q的質(zhì)子,使質(zhì)子由靜止加速到能量為E后,由A孔射出,求:
(1)加速器中勻強磁場B的方向和大小.
(2)設(shè)兩D形盒間距為d,其間電壓為U,電場視為勻強電場,質(zhì)子每次經(jīng)電場加速后能量增加,加速到上述能量所需回旋周數(shù).
(3)加速到上述能量所需時間.


回旋加速器是用來加速一群帶電粒子使它們獲得很大動能的儀器,其核心部分是兩個D形金屬盒,兩盒分別和一高頻交流電源兩極相接,以便在盒間的窄縫中形成勻強電場,使粒子每次穿過狹縫都得到加速,兩盒放在勻強磁場中,磁場方向垂直于盒底面,離子源置于盒的圓心附近.若離子源射出的離子電荷量為q,質(zhì)量為m,粒子最大回轉(zhuǎn)半徑Rm,其運動軌跡如圖所示.
求:
(1)兩個D形盒內(nèi)有無電場?
(2)離子在D形盒內(nèi)做何種運動?
(3)所加交流電頻率是多大?
(4)離子離開加速器的速度為多大?最大動能為多少?

(1)無電場
(2)做勻速圓周運動,每次加速之后半徑變大
