一. 知识目标 1.知道回旋加速器的基本构造及工作原理. 2.知道加速器的基本用途.二. 教学重点 回旋加速器的工作原理. 三. 教学难点 回旋加速器的加速条件. 四. 教学方法 对比法、电教法、探究法 五. 教学用具 实物投影仪、投影片 六. 课时安排 1课时 第六节 回旋加速器回回旋旋加加速速器器第第六六节节主主讲讲 曹曹建建平平 问题问题:为什么要制造加速器为什么要制造加速器? 在现代物理学中,为了探索原子核的结构和得到各种元素的同位素,研究人员需要大量的高能粒子去轰击原子核,由此研究制造出能在实验室里产生大量高能粒子的加速器.加速器的种类加速器的种类 1.普通加速器普通加速器 2.直线加速器直线加速器 3.回旋加速器 一一.普通加速器普通加速器+U+ 带电粒子通过普通加速器能获得的能量带电粒子通过普通加速器能获得的能量EK一般只能达到几十万到几百万电子伏一般只能达到几十万到几百万电子伏(ev). 演 示 获得的能量获得的能量: 不论哪种加速器不论哪种加速器都是靠电压产生的电都是靠电压产生的电场来对带电粒子加速场来对带电粒子加速.0Um UmU/vT2TU1234靶靶 演演 示示 +二二.直线加速器直线加速器 直线加速器有多个加速直线加速器有多个加速电场电场,从而能使带电粒子获得从而能使带电粒子获得更大的能量更大的能量.A 思考思考: 带电粒带电粒子穿越第子穿越第n个圆筒个圆筒时的动能为多大时的动能为多大? 回旋加速器主要由回旋加速器主要由D形盒、强电磁铁、交变电源、形盒、强电磁铁、交变电源、粒子源、引出装置等组成粒子源、引出装置等组成. 1.构造构造三三.回旋加速器回旋加速器UB 演演 示示 U AABBA1A1B1B1+2.回旋加速器的原理回旋加速器的原理 思思考考题题1. 带带电电粒粒子子在在D形形盒盒内内做做圆圆周周运运动动的周期随半径的增大会不会发生变化的周期随半径的增大会不会发生变化? 思考题思考题2. 带电粒子在带电粒子在D形盒内做圆周运动形盒内做圆周运动的周期与两的周期与两D形盒所连接的高频交流电源的周形盒所连接的高频交流电源的周期有什么关系期有什么关系? 答答: 因因为为带带电电粒粒子子在在磁磁场场中中每每运运动动半半周周加加速速一一次次,加加在在两两D形形盒盒间间的的电电压压要要与与带带电电粒粒子子的的运运动动同同步步,所所以以带带电电粒粒子子运运动动的的周周期期与与高高频频交流电源的频率相等交流电源的频率相等. 思考题思考题3. 带电带电粒子的最高能量与粒子的最高能量与哪些因素有关？哪些因素有关？四、小结四、小结 通过本节课学习，主要学习了以下几个问题：通过本节课学习，主要学习了以下几个问题： 1.在直线加速器中在直线加速器中,带电粒子获得的能量带电粒子获得的能量: Ek=nqU. 2.回旋加速器的主要构造：回旋加速器的主要构造：D形盒、强电磁铁、形盒、强电磁铁、交变电源、粒子源、引出装置交变电源、粒子源、引出装置. 3.回旋加速器的加速条件：交流电源的周期与带回旋加速器的加速条件：交流电源的周期与带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期相同电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期相同. 4.在回旋加速器中，带电粒子的最高能量为在回旋加速器中，带电粒子的最高能量为: 在带电粒子一定的条件下，在带电粒子一定的条件下，Em决定于决定于D形盒形盒的最大半径和磁感应强度的最大半径和磁感应强度. 例例题题回回旋旋加加速速器器中中磁磁场场的的磁磁感感应应强强度度为为1T，用用以以加加速速粒粒子子时时，电电极极应应采采用用多多大大频频率率的的交交变变电电流流？如如果果粒粒子子在在轨轨道道半半径径为为1m时时被被引引出出，粒粒子子具具有有的的能能量量是是 多多 少少 电电 子子 伏伏 ？ (粒粒 子子 是是 氦氦 核核 ,其其 质质 量量 为为 m = 41.661027 kg.电荷量为电荷量为q = 21.61019 C.)