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回旋加速器是1932年美国的物理学家劳伦斯发明的，他因此获得了1936年诺贝尔物理学奖。回旋加速器的原理如图1所示，从位于D形盒的缝隙中央处的粒子源放射出的粒子，经两个D形盒间的电场加速后，垂直磁场方向进入某一D形盒内，在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，经过磁场偏转半个圆周后又回到缝隙。此时缝隙处的电场方向恰好改变，带电粒子在缝隙中再一次被加速，以更大的速度进入另一D形盒做匀速圆周运动……这样，带电粒子不断地被加速，直至带电粒子在D形盒沿螺线轨迹逐渐趋于盒的边缘，达到预期的速率后，用粒子引出装置把它们引出来。 回旋加速器中粒子运动的轨迹圆的半径越来越大，相邻的轨迹与极板的相交点的间距相等吗？教科书和很多教辅用书匀没有体现，其间距关系可以这样来推导： 如图，粒子由静止释放，经加速电场加速后到达A0点的速度为v0，假设加速电压为U，则由动能定理：qU=12mv20可得v0=2qUm，进入磁场后的旋转半径r0=mv0qB=2mUqB2；当由A1射入上面磁场时的速度为v1, 半径为r1，则 可见，间距不是相等而是越来越小，且左侧与右侧的对应间距也不相等，满足对应的左侧间距比右侧大的关系。 （栏目编辑罗琬华） 。 |
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