為了進一步提高迴旋加速器的能量,科學家建造了“扇形聚焦迴旋加速器”。在扇形聚焦過程中,離子能以不變的速率在閉合...
問題詳情:
為了進一步提高迴旋加速器的能量,科學家建造了“扇形聚焦迴旋加速器”。在扇形聚焦過程中,離子能以不變的速率在閉合平衡軌道上週期*旋轉。
扇形聚焦磁場分佈的簡化圖如圖所示,圓心為O的圓形區域等分成六個扇形區域,其中三個為峰區,三個為谷區,峰區和谷區相間分佈。峰區記憶體在方向垂直紙面向裡的勻強磁場,磁感應強度為B,谷區內沒有磁場。質量為m,電荷量為q的正離子,以不變的速率v旋轉,其閉合平衡軌道如圖中虛線所示。
(1)求閉合平衡軌道在峰區內圓弧的半徑r,並判斷離子旋轉的方向是順時針還是逆時針;
(2)求軌道在一個峰區內圓弧的圓心角θ,及離子繞閉合平衡軌道旋轉的週期T;
(3)在谷區也施加垂直紙面向裡的勻強磁場,磁感應強度為B' ,新的閉合平衡軌道在一個峰區內的圓心角θ變為90°,求B'和B的關係。已知:sin(α±β )=sinαcosβ±cosαsinβ,cosα=1-2
【回答】
(1);旋轉方向為逆時針方向(2);(3)
考點:帶電粒子在勻強磁場中的運動
知識點:質譜儀與迴旋加速器
題型:計算題
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