Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Яворский Б.М. -> "Справочник по физике для инженеров и студентов" -> 129

Справочник по физике для инженеров и студентов - Яворский Б.М.

Яворский Б.М. , Детлаф А.А., Лебедев А.К. Справочник по физике для инженеров и студентов — М.: Оникс, 2006. — 1056 c.
ISBN 5-488-00330-4
Скачать (прямая ссылка): spravochnikpofizike2006.djvu
Предыдущая << 1 .. 123 124 125 126 127 128 < 129 > 130 131 132 133 134 135 .. 307 >> Следующая


ряда используется отклонение заряженных частиц в магнитном поле. Экспериментально определяются скорость частицы V (обычно скорость частицы создается электрическим полем с заданной разностью потенциалов) и радиус г траектории частицы в магнитном поле:

M = yv т г В '

2°. Для определения удельного заряда и массы положительных ионов одновременно действуют на частицы магнитным и электрическим полями. Приборы, предназначенные для точных измерений относительных атомных масс изотопов химических элементов, называют масс-спектрографами и масс-спектрометрами.
IV.7.3. УСКОРИТЕЛИ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ

467

3°. Спектром масс (массовым спектром) частиц называют совокупность значений их масс. В масс-спектрографе Астона (рис. IV.7.4) все частицы с одинаковым

удельным зарядом 2- отклоняются во взаимно перпен-т

дикулярных электрическом поле конденсатора С и маг-

нитном поле катушки M так, что независимо от их скорости они фокусируются в одной точке. На фотопластинке получается ряд узких параллельных линий Of1, &2, ••¦)» соответствующих различным значениям

S-(Yi) »(?) 1.

т WmJgl KmJg1 J

3. УСКОРИТЕЛИ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ

1°. Устройства для получения заряженных частиц с весьма большой кинетической энергией называют ускорителями. Методы ускорения делятся на три группы: прямой, индукционный и резонансный. По форме траекторий движения частиц ускорители делятся на линейные и циклические. В линейных ускорителях траектории движения частиц близки к прямым линиям, в циклических они являются окружностями или спиралями.

2°. В прямых линейных ускорителях частица однократно проходит электрическое поле с большой разностью потенциалов, созданное электростатическими генераторами, например генератором Ван-де-Граафа.

3°. Единственным циклическим ускорителем индукционного типа является бетатрон, используемый для ускорения электронов до энергий порядка IO2 МэВ. В бетатроне использовано возникновение в ускорительной камере вихревого электрического йоля под влия-
468 IV.7. ДВИЖЕНИЕ ЗАРЯЖ. ЧАСТИЦ В ЭЛЕКТР. И МАГН ПОЛЯХ

нием переменного магнитного поля электромагнита. Траекториями электронов являются окружности, совпадающие с линиями напряженности вихревого электрического поля. При многократном движении электрона по устойчивой круговой орбите электрон приобретает большую энергию.

Напряженность вихревого электрического поля в бетатроне равна

2 df

где Bcp — среднее значение в момент времени t магнитной индукции в пределах круга радиуса г, г — расстояние от оси поля до рассматриваемой точки (радиус круговой орбиты электрона в бетатроне). Условие стабильности орбиты электрона в бетатроне:

где В — мгновенное значение магнитной индукции на орбите.

Условия устойчивости орбиты электрона в бетатроне:

а) аксиальная фокусировка, т. е. расположение орбиты в одной плоскости, достигается за счет специальной формы полюсных наконечников электромагнита, обеспечивающей постепенное ослабление магнитного поля по мере удаления от его оси;

б) радиальная фокусировка, т. е. возвращение на стабильную орбиту электронов, случайно сошедших с нее, достигается за счет того, что магнитная индукция поля электромагнита убывает от оси к периферии медленнее, чем і , где г •— расстояние от рассматриваемой

г

точки поля до оси.

4°. В резонансных циклических ускорителях, применяемых для ускорения протонов, дейтронов и других частиц, ускоряемая частица многократно проходит через переменное электрическое поле по замкнутой траектории, каждый раз увеличивая свою энергию. Для управления движением частиц и периодического возвращения их в область ускоряющего электрического поля применяется сильное магнитное поле. Прохождение частицей определенных точек переменного электрического поля происходит приблизительно в одной и той же его фазе («в резонансе»).
IV.7.3. УСКОРИТЕЛИ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ

469

5°. Простейшим резонансным ускорителем является циклотрон. Переменное ускоряющее электрическое поле создается в щели между двумя половинами цилиндрической коробки (дуантами) M и N (рис. IV. 7.5). Частица ускоряется каждый раз, когда она, описав под действием магнитного поля полуокружность в дуанте, входит в зазор между M и N. Для непрерывного ускорения частицы необходимо выполнение условия резонанса (синхронизма): T0 = Т, где T0 — период колебаний электрического поля, T — период обращения частицы. При скоростях V частицы, соизмеримых со скоростью света в вакууме, с увеличением v период T возрастает и условие синхронизма нарушается.

Рис. IV.7.5

6°. Принцип автофазировки в циклических ускорителях релятивистских частиц заключается в. том, что всякое отклонение периода T от резонансного значения T0 приводит к такому изменению прироста энергии частицы при каждом ускорении, что T колеблется около T0, оставаясь в среднем равным ему:

T ~ T = — w

0 ~в w в'іф?’

где W — полная энергия частицы, с — скорость света в вакууме, у-фактор Лоренца.

7°. В фазотроне ускорение осуществляется при В — const медленным увеличением T0. Из принципа автофазировки следует, что при этом растет энергия частиц вследствие релятивистского возрастания массы со скоростью.
Предыдущая << 1 .. 123 124 125 126 127 128 < 129 > 130 131 132 133 134 135 .. 307 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed