正、负电子从静止开始分别经过同一回旋加速器加速后,从回旋加速器D型盒的边缘引出后注入到正负电子对撞机中.正、负...
问题详情:
正、负电子从静止开始分别经过同一回旋加速器加速后,从回旋加速器D型盒的边缘引出后注入到正负电子对撞机中.正、负电子对撞机置于真空中.在对撞机中正、负电子对撞后湮灭成为两个同频率的光子.回旋加速器D型盒中的匀强磁场的磁感应强度为,回旋加速器的半径为R,加速电压为U;D型盒缝隙间的距离很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计.电子的质量为m、电量为e,重力不计.真空中的光速为c,普朗克常量为h.
(1)求正、负电子进入对撞机时分别具有的能量E及正、负电子对撞湮灭后产生的光子频率v
(2)求从开始经回旋加速器加速到获得最大能量的过程中,D型盒间的电场对电子做功的平均功率
(3)图*为正负电子对撞机的最后部分的简化示意图.位于水平面的粗实线所示的圆环真空管道是正、负电子做圆周运动的“容器”,正、负电子沿管道向相反的方向运动,在管道内控制它们转变的是一系列圆形电磁铁.即图中的A1、A2、A4……An共有n个,均匀分布在整个圆环上.每个电磁铁内的磁场都是匀强磁场,并且磁感应强度都相同,方向竖直向下.磁场区域的直径为d.改变电磁铁内电流大小,就可以改变磁场的磁感应强度,从而改变电子偏转的角度.经过精确调整,首先实现电子在环形管道中沿图*中粗虚线所示的轨道运动,这时电子经过每个电磁铁时*入点和*出点都在电磁铁的同一直径的两端,如图乙所示.这就为进一步实现正、负电子的对撞做好了准备.求电磁铁内匀强磁场的磁感应强度B大小
【回答】
(1) , ;(2) ;(3)
【解析】
解:(1)正、负电子在回旋加速器中磁场里则有:
解得正、负电子离开回旋加速器时的速度为:
正、负电子进入对撞机时分别具有的能量:
正、负电子对撞湮灭时动量守恒,能量守恒,则有:
正、负电子对撞湮灭后产生的光子频率:
(2) 从开始经回旋加速器加速到获得最大能量的过程,设在电场中加速次,则有:
解得:
正、负电子在磁场中运动的周期为:
正、负电子在磁场中运动的时间为:
D型盒间的电场对电子做功的平均功率:
(3)设电子在匀强磁场中做圆周运动的半径为,由几何关系可得
解得:
根据洛伦磁力提供向心力可得:
电磁铁内匀强磁场的磁感应强度大小:
知识点:带电粒子在匀强磁场中的运动
题型:解答题
-
目前,制造*自己航母的呼声越来越高,如图所示是某位网友提供的*航母的设想图.一艘航母的舰载机飞离航母后,则...
问题详情:目前,制造*自己航母的呼声越来越高,如图所示是某位网友提供的*航母的设想图.一艘航母的舰载机飞离航母后,则有()A.航母将上浮,所受浮力减小B.航母将下沉,所受浮力增大C.航母将下沉,所受浮力减小D.航母始终漂浮,所受浮力不变【回答】考点:物体的浮沉条件及其应用.347398...
-
下列各组中,含有离子晶体、分子晶体、原子晶体各一种的是( )A.HCl、H2SO4、S ...
问题详情:下列各组中,含有离子晶体、分子晶体、原子晶体各一种的是( )A.HCl、H2SO4、S B.金刚石、Na3PO4、MgC.HF、SiC、Ar D.H2O、SiO2、K2CO3【回答】D知识点:物质结构元素周期律单元测试题型:选择题...
-
2003年楚人学舟楚①人有习*舟者,其始折旋②疾徐,惟舟师之是听。于是小试洲渚之间,所向莫不如意,遂以为尽*舟...
问题详情:2003年楚人学舟楚①人有习*舟者,其始折旋②疾徐,惟舟师之是听。于是小试洲渚之间,所向莫不如意,遂以为尽*舟之术。遽谢舟师,椎③鼓径进,亟犯④大险,乃四顾胆落,坠桨失柁⑤。【注释】①楚:古国名。②折:调头。旋:转弯。③椎:用椎敲。古代作战,前进时以击鼓为号。④亟...
-
早春二月的某一天,A市的平均气温为-5℃,B市的平均气温为3℃,则当天B比A市的平均气温高
问题详情:早春二月的某一天,A市的平均气温为-5℃,B市的平均气温为3℃,则当天B比A市的平均气温高____________℃.【回答】8提示:3-(-5)=8.知识点:有理数的加减法题型:填空题...
相关文章
- 环形对撞机是研究高能离子的重要装置,如下图所示,正、负离子由静止经过电压为U的直线加速器加速后,沿圆环切线方向...
- 如图所示,静止于A处的带正电粒子,经加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析器,从P点垂直CN竖直向上进入矩形...
- 环型对撞机是研究高能粒子的重要装置,如图所示,比荷相等的正、负离子由静止都经过电压为U的直线加速器加速后,沿圆...
- 回旋加速器是加速带电粒子的装置,如图所示.若用回旋加速器加速质子时,匀强磁场的磁感应强度为B,高频交流电周期为...
- 回旋加速器是用来加速带电粒子的装置,图20为回旋加速器的示意图。D1、D2是两个中空的铝制半圆形金属扁盒,在两...
- 在近代物理实验中,常用回旋加速器加速得到高速粒子流.回旋加速器的结构如图所示,D1、D2是相距很近的两个处于匀...
- 回旋加速器是高能物理中的重要仪器,其原理是利用磁场和电场使带电粒子回旋加速运动,在运动中经高频电场反复加速从而...
- 回旋加速器在现代医*中有广泛的应用,应用质子回旋加速器可以生产各种放**同位素.下图是一种质子回旋加速器的示意...
- 关于回旋粒子加速器,下列说法正确的是( )①加速器中的电场和磁场都可以使带电粒子加速②加速器的半径越大粒子从加...
- 用同一回旋加速器分别对质子(H)和氘核(H)进行加速,当它们都从D形盒边缘离开加速器时,质子与氘核获得的动能之...