回旋加速器 为什么不用直流电?
作者&投稿：俞育 （若有异议请与网页底部的电邮联系）
1:带电粒子从中心发射(若如你图自偏离中心处发射会使问题复杂化),若中间板如你所想般带电,则由电荷异性相吸可知,粒子可能还没开始绕行,就撞在其中一板上了(此问题不易解决)2:若粒子成功启动并加速,并在磁场中开始圆周运动,如你意思,实现加速可以实现.但仅有带电粒子途经中心板时,电场才作功,其余时候,电场都在休息,这将导致维持电场能量的极大浪费3.同边两带异电板之间可能形成放电.要让放电现象不致发生,必须有专门的材料,保证两板的绝缘,且还要考虑带电粒子加速线路的畅通及加速的实现等问题
在一个旋转周期里，经过电场区的速度方向是不是相反哈~要是直流电 就是一个方向不变的匀强电场 磁场中速度大小不变 一个周期之后 电场做功代数和不是0吗...没法加速啊
从上不难理解,交变电流引起的交变电压对于回旋加速器的重要性
用直流电粒子无法回旋，回旋加速器的加速原理是利用电场加速，磁场回旋，粒子能够在一个加速盒到另一个加速盒，然后又从这个加速盒到那个加速盒，加速盒之间的电场方向是在作周期性改变，所以回旋加速器必须要用交流电
第一:带电粒子从中心发射(若如你图自偏离中心处发射会使问题复杂化),若中间板如你所想般带电,则由电荷异性相吸可知,粒子可能还没开始绕行,就撞在其中一板上了(此问题不易解决)第二:若粒子成功启动并加速,并在磁场中开始圆周运动,如你意思,实现加速可以实现.但仅有带电粒子途经中心板时,电场才作功,其余时候,电场都在休息,这将导致维持电场能量的极大浪费
第三:同边两带异电板之间可能形成放电.要让放电现象不致发生,必须有专门的材料,保证两板的绝缘,且还要考虑带电粒子加速线路的畅通及加速的实现等问题
从上不难理解,交变电流引起的交变电压对于回旋加速器的重要性
国际上最先进的加速器是不同的两极,离子沿直线加速,但是若要使速度极大,这个仪器也要足够庞大,好象是占两个屋子那么大,不便携带,且耗资巨大.
贲欣复方：[答案] 你看啊 单半径加速 用直流电 U就是定值了 设某次经过电场宽度时初速度为V' 那么 加上的动能就是 Q*U 再转回来 电荷Q和电势差不变 电场力做负功 减少的动能为 Q*U 则要是用直流电产生电场 粒子就不被加速另外 交流电...
玉泉区19760715123： 有关回旋加速器的问题``!! - ？
贲欣复方： 你看啊 单半径加速 用直流电 U就是定值了 设某次经过电场宽度时初速度为V' 那么 加上的动能就是 Q*U 再转回来 电荷Q和电势差不变 电场力做负功 减少的动能为 Q*U 则要是用直流电产生电场 粒子就不被加速 另外 交流电也是只加速一部分离子 ...
玉泉区19760715123： 回旋粒子加速器中的电流可以用直流电吗? - ？
贲欣复方： 不行,要用交流电,知道为什么叫加速器?因为它可以加速,那么加速的能量哪来的?就是来至变化的磁场,要产生变化的磁场,必须用方向时刻改变的电流,即交流电
玉泉区19760715123： 为什么没直流粒子加速器?？
贲欣复方： 我觉得理论上没什么问题,没有这么做大概主要是直流电极的边缘效应导致实际建造有难度吧 而且回旋加速的限制并不只是变频,主要还是相对论效应以及同步辐射损失能量的限制. 考虑到这种限制,所以人们才发明了同步加速器.应用的原理远比回旋加速器复杂的多,我也不是特别明白了. 你可以看看这个帖子 http://tieba.baidu.com/p/88958022?pn=1 附上 http://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%B2%92%E5%AD%90%E5%8A%A0%E9%80%9F%E5%99%A8
玉泉区19760715123： 为什么不能将回旋加速器的加速电场沿加速器的中心分成两部分 .分别用不同的直流电压代替原来的交流电?？
贲欣复方： 要加速的粒子的初始位置是在加速器圆心处,若是两边都用方向不同的直流电压,那么无法使中央直径处的电压有值,就是两个直流电压边缘处无法相邻,那样粒子初始位置时就没有电场力了
玉泉区19760715123： 回旋加速器为什么要使用交变电压而不是在两边放两个方向相反的电压. - ？
贲欣复方： 主要保证加速的连续性和全部正功.回旋加速器在磁场运动时间由交变电压的周期决定,这可以保证加速的同步性.如果两边放相反电压,第一需要其他条件来确保同步,第二容易造成分压.所以回旋加速器用交变电压最合适.
玉泉区19760715123： 回旋加速器的问题 - ？
贲欣复方： 不是这样的,回旋加速器电子加速过程中,是忽略电子质量的,从而将竖直方向上的平抛运动忽略. 但是随着速度的增加,根据相对论,电子的运动质量将会大幅增长,届时,回旋加速器就没有能力保持加速了. 更重要的一点是,你没有理解回旋加速器的原理. 在质量增加的过程中,电子在磁场中的旋转周期发生了改变,从而周期性变化的电场不能够恰好是电子加速,也就是说,加到一定限速之后,加速器反而会给电子减速. 所以说电子在回旋加速器里有速度极限. 国外一般采用直线加速器,虽然占地面积较大,但是电子的极限速度可以达到很高.
玉泉区19760715123： 要使加速器能对质子加速,两盒应该与交变电源相连?用直流电源不行吗? - ？
贲欣复方： 回旋加速器是让带电粒子转半周就在电场中加速一次,而粒子转半周后速度就变方向,所以需要周期的交流电.交流电的周期和粒子在回旋加速器的周期相等即可.但根据相对论,速度越大,质量越大,加速就越难.
玉泉区19760715123： 什么是回旋加速器的工作原理 - ？
贲欣复方： 回旋加速器是利用磁场使带电粒子作回旋运动,在运动中经高频电场反复加速的装置.原则上可加速离子达到任意高的能量,实际上由于受到相对论影响,实际只能加速到25-30MeV,而且随着速度越快,要求仪器半径越大,价格昂贵.在回旋加速器中粒子回旋的轨道半径逐渐地由小到大,因而磁体本身必须是实心的圆柱,这是极为笨重的,而且耗资昂贵.改进后的叫做同步加速器 目前美国费米国家加速器实验室最大的质子同步加速器的加速管道圈的直径为2千米 ,质子被加速可达500吉电子伏特(GeV),进一步使用超导强磁场,能量可提高到1000GeV.
玉泉区19760715123： 回旋加速器的原理 - ？
贲欣复方： 在回旋加速器中心部位的离子源(Ion Source)经高压电弧放电而使气体电离发射出粒子束流,该粒子束流在称为Dees的半圆形电极盒(简称D型盒)中运动.D型盒与高频振荡电源相联为加速粒子提供交变的电场.在磁场和电场的作用下被加...
