Question

材料一：在现代物理学中，为了深入到原子核内部，进一步研究物质的微观结构和相互作用的规律，人们用能量很高的带电粒子去轰击各种原子核，观察它们的变化情况.早期制成的加速器就是利用高压电源的电势差来加速带电粒子的.这种类型的加速器受到实际所能达到的电势差的限制，粒子获得的能量并不太高.1932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋粒子加速器.如图所示，下图为回旋粒子加速器的工作原理图，AA′间有一交变电场，在中心A₀处有粒子源，以一定的初速度v₀垂直进入匀强磁场中，在磁场中做匀速圆周运动，经过一段时间到达A₁时，在A₁A₁′处受到电场的加速，速率增加到v₁.粒子以速率v₁在磁场中做匀速圆周运动，又经过一段时间，到达A₂′，在A₂′A₂处粒子又一次受到电场的加速，速率增加到v₂.如此继续下去，每当粒子运动到AA′间时，速率都将一步一步地增大.

材料二：根据爱因斯坦的狭义相对论观点，相对论的质量速率公式：m=

其中m₀表示物体静止时的质量，m表示物体以速率v运动时的质量，c表示光速，若质点的速率远小于光速，则m→m₀，质量保持不变，回到牛顿经典力学的观点.

根据以上材料回答问题：

(1)为了保证带电粒子在回旋加速器中如图所示的那样不断被加速，带电粒子的运动周期T₁与交变电场的周期T₂之间的关系为_____________.

(2)在20世纪30年代末发现，这种回旋加速器加速质子时，最高能量仅能达到20 MeV，要想进一步提高质子的速度很困难，这是因为_________________________________________.

Answer 1

(1)T₁=T₂

(2)速度越大，粒子的质量发生变化，带电粒子的运动周期T=，与交变电场的周期不同步，不能对粒子继续进行加速