Fråga 1 (rörelse i fält)
Fråga 1
I en linjär, första-stegs, partikelaccelerator används ofta elektriska fält för att accelerera partikeln. Dessa fält skapas i praktiken mellan elektriskt laddade rör, där vartannat rör har olika laddning pga att de är kopplade till olika poler på en växelströmskälla. Detta innebär att när partiklarna är inne i rören så växlar fälten polaritet så att nästa fält är redo att accelerera partiklarna igen (i stället för att decelerera/retardera dem som det skulle bli om polariteten var konstant).
Det här innebär att eftersom partiklarna rör sig snabbare och snabbare, så måste rören bli längre och längre (eftersom växelströmmen har en konstant period = L µs och partiklarna rör sig fortare för varje gång).
Antag att vi använder heliumkärnor som joner och att deras initiala hastighet är M km/s från jonkällan. Partiklarna behöver röra sig det konstanta avståndet D cm mellan varje rör + hela längden av röret på en halv period. Du kan anta att spänningen mellan två rör är ungefär konstant och ungefär lika med maximala spänningen under tiden som partiklarna är mellan rören.
Bestäm accelerationsspänningen i jonkällan
Bestäm hastigheten på partiklarna när de går in i första röret, samt längden på det första röret. Bestäm på samma sätt hastigheten på väg in i nästa rör och längden på nästa rör. Gör detta även för ett tredje rör.
Bestäm även hur lång hela acceleratorn blir?
Designa sedan ett par elektriska avlänkningsplattor som klarar av att avlänka partiklarna 30° efter det att de kommer ut från acceleratorn (utan att stöta i väggarna).
Antag att du vill maximera hastigheten som partiklarna har men bara har en viss längd i experimenthallen till ditt förfogande att bygga din accelerator på. Vilka designförändringar skulle du då göra?
De man vet är
D=22 M=10 L=46
Gjorde detta:
1. Bestäm accelerationsspänningen i jonkällan.
W=m*c^2= m0*C^2/sqrt(1-(v/c)^2 (m*c)^2(1-(v/c)^2)= (m0*c^2)^2
F=E/Q
E=U/d
W=F*d
F=E/Q F=UQ/d
F=W/dW/d= U*Q/d
W=U*Q
U= spänning
Q= laddningen
D=22
L us= 46
Bestäm Hastigheten på partiklarna
Försökte lösa första men fastnade direkt, ska vara inne i eftermiddag så tacksam för snabba svar/hjälp
