高中物理回旋加速器.ppt

 能生产大量的高能能生产大量的高能 “ “炮弹炮弹””——带电粒子的带电粒子的““工厂工厂””叫做叫做加速器加速器北京正负电子对撞机改造后的直线加速器北京正负电子对撞机改造后的直线加速器 【【研究课题研究课题】】设计出能设计出能生产高能带电粒子的生产高能带电粒子的加速器加速器【【加速器的实现加速器的实现和改进和改进】】一、加速原理一、加速原理 如何突破电压限制，使带电粒子如何突破电压限制，使带电粒子获得更大的能量呢？获得更大的能量呢？mqU U2 2．加速器的改进．加速器的改进Pn+1UmqUU-+一级一级二级二级三级三级P1P2P3P4P5P6+……n级级UPn-+-+-+mq+ +……采用一个公用电源采用一个公用电源A A A AB B B BU U U U直线加速器直线加速器 直线加速器直线加速器可使粒子获得足够大的能量可使粒子获得足够大的能量．但它占地太长，能否既让带电粒子多次加速，．但它占地太长，能否既让带电粒子多次加速，获得较高能量，又尽可能减少占地长度呢？获得较高能量，又尽可能减少占地长度呢？ 电场电场加速加速 磁场磁场回旋回旋三三、回旋加速器、回旋加速器1 1．设计思想．设计思想2 2．设计思想的实现．设计思想的实现—工作工作原理原理2 2．设计思想的实现．设计思想的实现—工作工作原理原理 劳伦斯（劳伦斯（19011901－－19581958）美国物理）美国物理学家、回旋加速器的发明者，学家、回旋加速器的发明者，19011901年年8 8月月8 8日出生于美国达科他州南部日出生于美国达科他州南部的坎顿，是一个教书世家，其祖父的坎顿，是一个教书世家，其祖父及父母都是教师，他年仅及父母都是教师，他年仅3030岁就闻岁就闻名于全世界。

名于全世界19301930年，劳伦斯受聘年，劳伦斯受聘于伯克利加利福尼亚大学担任物理于伯克利加利福尼亚大学担任物理学教授为了研究核物理，劳伦斯学教授为了研究核物理，劳伦斯提出一种使粒子作曲线运动并同时提出一种使粒子作曲线运动并同时加速的方案因人工放射性方面的加速的方案因人工放射性方面的成果于成果于19391939年获诺贝尔物理学奖年获诺贝尔物理学奖 结构：结构：D D形盒形盒、、强强电磁铁电磁铁、、交变电源交变电源、、粒子源、引出装置粒子源、引出装置 3 3．．回旋加速器回旋加速器直径为直径为10.2cm10.2cm的第一台回旋的第一台回旋加速器　　　　近几十年，加速器的能量每十年提高一个数近几十年，加速器的能量每十年提高一个数量级，加速器的尺寸由数米增加到数十公里量级，加速器的尺寸由数米增加到数十公里 目前世界上最大的回旋加速器在美国费米加速实验室，目前世界上最大的回旋加速器在美国费米加速实验室，环形管道的半径为环形管道的半径为2公里产生的高能粒子能量为公里产生的高能粒子能量为10000亿亿电子伏特电子伏特费米费米加速加速实实验室鸟瞰验室鸟瞰 北京正负电子对撞机是世界八大高能加速器中心之一北京正负电子对撞机是世界八大高能加速器中心之一.1988.1988年年1010月月1616日，两束正负电子在北京西郊一个羽毛球拍状的巨日，两束正负电子在北京西郊一个羽毛球拍状的巨型机器里成功对撞，揭开了我国高能物理研究的新篇章。

型机器里成功对撞，揭开了我国高能物理研究的新篇章• 诺贝尔物理奖获得者费诺贝尔物理奖获得者费米曾在米曾在19541954年提出环绕地年提出环绕地球建一台加速器的设想，球建一台加速器的设想，称为费米的梦其能量可称为费米的梦其能量可达数千达数千TeVTeV（十亿）（十亿） 费米梦想的加速器费米梦想的加速器• 有人建议沿我们的万里有人建议沿我们的万里长城建一台加速器，其能长城建一台加速器，其能量可达量可达134TeV134TeV，，这些都是这些都是梦，要建造更高能量的加梦，要建造更高能量的加速器，必须在新技术、新速器，必须在新技术、新原理方面进行探索原理方面进行探索问题与练习问题与练习作业作业:P102:P102（（4 4））。