问题详情:
如图所示,回旋加速器置于高真空中,D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直。A处粒子源产生质量为m、电荷量为+q的粒子,在加速电压为U的加速电场中被加速。所加磁场的磁感应强度、加速电场的频率可调,磁场的磁感应强度最大值为Bm,加速电场频率的最大值fm。下列说法正确的是( )
A.粒子第n次和第n+1次加速后的半径之比是()
B.粒子从静止开始加速到出口处所需的时间为
C.若fm<,则粒子获得的最大动能为
D.若fm>,则粒子获得的最大动能为
【回答】
BCD
【详解】
A.根据粒子在磁场中半径公式,及动能定理,则有:
同理
解得:
故A错误;
B.设粒子到出口处被加速了n圈,则有:
解得:
故B正确;
CD.加速电场的频率应该等于粒子在磁场中做圆周运动的频率,即:
当磁感应强度为Bm时,加速电场的频率应该为:
粒子的动能:
当时,粒子的最大动能由Bm决定,则:
解得粒子获得的最大动能为
当时,粒子的最大动能由fm决定,则:
解得粒子获得的最大动能为
故CD正确。
故选BCD。
知识点:质谱仪与回旋加速器
题型:选择题