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回旋加速器的工作原理

文化教育佚名2023-09-17

我们知道带电粒子在电场中会收到库仑力的作用,库仑力可以对带电粒子做功,进而使带电粒子的动能增加。根据公式:qU=1/2·mv²。电压越大,可以最终使粒子动能增加越多,进而使粒子的速度越大。理论上,只要是给带电粒子提供加速电压足够大,带电粒子就可以被加速到足够大的速度。但是事实上,提供高电压在技术上是困难的。基于此,科学家想到了多级加速器,就是多次给带电粒子加速。原理如下:

多级加速器示意图

理论上,上述多级加速器可以很好地完成粒子的加速,最终可以使带电粒子达到很高的速度。但是,上图中的多级加速器也有一个问题,就是它会变的很长。那么,人们就想,如果粒子经过一次加速后,又转圈圈转回来,之后继续加速。就是所谓的转圈圈的加速。