Question

回旋加速器的核心部分是兩個(gè)半徑為R的D型金屬扁盒，如圖，盒正中央開(kāi)有一條窄縫，在兩個(gè)D型盒之間加交變電壓，于是在縫隙中形成交變電場(chǎng)，由于屏蔽作用，在D型盒內(nèi)部電場(chǎng)很弱，D型盒裝在真空容器中，整個(gè)裝置放在巨大電磁鐵的兩極之間，磁場(chǎng)方向垂直于D型盒的底面，只要在縫隙中的交變電場(chǎng)的頻率不變，便可保證粒子每次通過(guò)縫隙時(shí)總被加速，粒子的軌道半徑不斷增大，并逐漸靠近D型盒邊緣，加速到最大能量E后，再用特殊的裝置將它引出。在D型盒上半面中心出口A處有一正離子源，正離子所帶電荷量為q、質(zhì)量為m，加速時(shí)電極間電壓大小恒為U。（加速時(shí)的加速時(shí)間很短，可忽略；正離子從離子源出發(fā)時(shí)初速為零）。則下列說(shuō)法正確的是

A．增大交變電壓U，則正離子在加速器中運(yùn)行時(shí)間將變短

B．增大交變電壓U，則正離子在加速器中運(yùn)行時(shí)間將不變

C．正離子第n次穿過(guò)窄縫前后的速率之比為

D．回旋加速器所加交變電壓的頻率為

Answer 1

AC

增大交變電壓U，帶電粒子速度增大的比較快，在Ｄ型盒的偏轉(zhuǎn)周期數(shù)減小，在加速器中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間變短，Ａ對(duì)；Ｂ錯(cuò)；正離子每穿過(guò)一次窄縫被加速一次，第ｎ－１次加速后獲得的速度，第ｎ次加速后獲得的速度，可求出兩速度之比為，C對(duì)；要想達(dá)到同步加速的目的需要讓交變電場(chǎng)的頻率與帶電粒子偏轉(zhuǎn)的頻率相等，所以交變電場(chǎng)的頻率為，帶電粒子飛出時(shí)，所以頻率為，D錯(cuò)；