加速器的原理性分析与比较
2018-10-21陈羿峰
科技风 2018年17期
陈羿峰
摘要:根据电磁感应的性质和原理,即变化的场之间相互激发,可以利用该性质对带电粒子进行某种操控,本文首先介绍了变化的电场激发磁场,以及变化的磁场激发电场的物理学原理,接着讨论了直线加速器的工作原理,分析了直线加速器的优势和缺点,在此基础上继续分析了回旋加速器的原理和加速的独特优势,本文还讨论了粒子加速的其他现实考虑。
关键词:电磁感应;带电粒子;直线加速器;回旋加速器
电荷产生电场,电流产生磁场。只要电荷、电流在空间的分布不随时间变化,它们产生的场也就不随时间变化。然而,一旦电荷及电流随时间t变化,则不仅它们产生的场将随时间变化,还将发生其他更复杂的事情。此时,电场、磁场成为相互联系的,它们的耦合产生出电磁波。
在动态情况下,时变的磁场产生电场,即法拉第定律;反過来,时变的电场产生磁场,即安培定律。
在初学电磁感应的过程中,为了更好的理解电磁感应和应试,在日常的教学中常将其概述为,穿过电路的磁通量发生变化,电路中变回产生感应电动势,而电路如果是闭合的,就会产生感应电流。这其实是对法拉第电磁感应的一种通俗的理解。高中教材在涉及电磁感应时,只是给出了一个模糊的概念,并且更偏向于以磁通量为变化来量化电磁感应,这难免会产生对电磁感应的片面之见。为了更好的以电磁感应来解释回旋加速器,这里将麦克斯韦的理论与电磁感应结合理解,并且解释回旋加速器。……
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