摘要：回旋加速器是用来加速带电粒子的装置.它的工作原理是在匀强磁场中带电粒子做匀速圆周运动的周期与速度无关.回旋加速器的核心部分是两个D形金属扁盒.如图3-5-20所示.盒正中间开有一条窄缝.在两个D形盒之间加交变电压.于是在缝隙中形成交变电场.由于屏蔽作用.在D形盒内部电场很弱. D形盒装在真空容器中.整个装置放在巨大电磁铁的两极之间.磁场方向垂直于D形盒的底面.只要在缝隙中的交变电场的频率不变.便可保证粒子每次通过缝隙时总被加速.粒子的轨道不断增大.并逐渐靠近D形边缘.当达到预期的速率后.再用特殊的装置将它引出.在D形盒上半面中心出口A处有一正离子源.正离子的带电荷量为q.质量为m.加速时电极间电压大小为U.磁场的磁感应强度为B(加速时的时间很短.在考虑交变电场周期时可不予以考虑.正离子从离子源出发时初速为零).请回答: (1)证明带电粒子在磁场中做匀速圆周运动时.运动周期与速度无关. (2)上述交变电场的频率不变.其频率为多大? (3)求离子在下半盒中第1条和第k条轨道的半径之比. (4)设D形盒的半径为R.试求离子能获得的最大动能为多少? 图3-5-20

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