从高考谈加速器的应用.pdfVIP

维普资讯 v01．22 No．232 物 理 教 学 探 讨 第 22卷总第 232期 (x) 11．2004 ．4． Joumal of Physics Teaching 2004年第 11期 (下半月) 从高考谈加速器 的应用 王勤 国 山东莘县实验高中 ( 山东 莘县 252400 ) 2003年 江 苏 高 解析 设电子的质量为 m，电量为 e，则由 Ⅱ 6 考题 串列加速器 r-] r_] r_] 动能定理可求得 电子进入偏转 电场的动能 是用来产生高能离 m v~／2=eL! LJ／U U 子的装置 。图 1方线 加速管 设偏转角为 声，则 tan~,= 框内为其主体 的原 图 1 理示意图，其中加速管的中部 b处有很高的正电 (寺 + )tan~ (寺 + )f 势U，口、c两端均有电极接地 (电势为零)，现将速 7 — — — 一 0·5cm ／V。 度很低 的负一价碳离子从 口端输入，当离子到达 2 静电加速器 b处时，可被设在 b处的特殊装置将其电子剥离， 静电加速器就是用 成为 ，l价正离子 ，而不改变其速度大小。这些正 n 、 价碳离子从 c端飞 出后进入一与其速度方向垂 子是进静行电加加速速器篓的装的简置化。图图3 囤8 直、磁感强度为B的匀强磁场 中，在磁场中做半 。 lI 径为 R的圆周运动。已知碳离子的质量 m=2．0 图中K是中空金属罩(近直流电源，l曹lll7、 ×10—26kg U =7．5×lO5V B = 0．50T ，n=2， 似于封闭金属壳)，,tti~i 2-?4 ， ， ~q ～ 基元电荷 e=1．6×10 C，求 R。 压电极。 是抽成高真空 图 3 解析 设碳离子到达 b处时的速度为 ，从 的加速管，管的上方有发射粒子的装置，叫做离 c端射出的速度为 2，由能量关系 7／2)／12／2=eU 子源。当 对地有正的高电压时，我们得到高速 ，删 ；／2=mv~／2+neU 正离子流。 进入磁场做圆周运动 lZe1)，B ：mvZg／R 高压电极的高压可用下述方法获得 ：在两个 解以上三式，代入已知数据可得R=0．75m。 金属轮 A和B间装一条 由绝缘材料制成的传送 加速器是实验室获得高能粒子的重要装置 ， 带，带的下端附近装一排针尖 C，针尖 与直流电 它的种类很多。本文分别对各种加速器的原理 、 源 (电压约几万伏)的正极相接 ，电源的负极及轮 用途作一简要分析 ，并结合实际谈谈 以加速器为 A接地。这样 ，针尖 C与轮A之间就有几万伏的电 背景的试题的解法。