-->
|
|
|
Ãëàâà 4. Ìàãíèòíîå ïîëå òîêîâ § 4.10. Ïðèìåíåíèå ñèëû Ëîðåíöà. Öèêëè÷åñêèé óñêîðèòåëü
Äâèæåíèå çàðÿæåííîé ÷àñòèöû â îäíîðîäíîì ìàãíèòíîì ïîëåÍàèáîëåå ïðîñòîé ñëó÷àé äâèæåíèÿ çàðÿæåííîé ÷àñòèöû â ìàãíèòíîì ïîëå — ýòî äâèæåíèå â îäíîðîäíîì ìàãíèòíîì ïîëå ñ ìàãíèòíîé èíäóêöèåé, ïåðïåíäèêóëÿðíîé íà÷àëüíîé ñêîðîñòè ÷àñòèöû (ðèñ. 4.49). Ðàññìîòðèì ýòî äâèæåíèå êîëè÷åñòâåííî.
Òàê êàê ìàãíèòíîå ïîëå íå ìåíÿåò ìîäóëÿ ñêîðîñòè, òî îñòàåòñÿ íåèçìåííûì è ìîäóëü ñèëû Ëîðåíöà. Ýòà ñèëà ïåðïåíäèêóëÿðíà ñêîðîñòè è, ñëåäîâàòåëüíî, îïðåäåëÿåò öåíòðîñòðåìèòåëüíîå óñêîðåíèå ÷àñòèöû. Íåèçìåííîñòü ïî ìîäóëþ öåíòðîñòðåìèòåëüíîãî óñêîðåíèÿ ÷àñòèöû, äâèæóùåéñÿ ñ ïîñòîÿííîé ïî ìîäóëþ ñêîðîñòüþ, îçíà÷àåò, ÷òî ðàäèóñ êðèâèçíû R ïëîñêîé òðàåêòîðèè ÷àñòèöû ïîñòîÿíåí. ×àñòèöà ðàâíîìåðíî äâèæåòñÿ ïî îêðóæíîñòè ðàäèóñîì R. Îïðåäåëèì ýòîò ðàäèóñ. Ñîãëàñíî âòîðîìó çàêîíó Íüþòîíà
Ñëåäîâàòåëüíî, èçìåðèâ R ïðè èçâåñòíûõ υ è Â, ìû ìîæåì îïðåäåëèòü óäåëüíûé çàðÿä Ìàññ-ñïåêòðîãðàôÑ ïîìîùüþ ìàãíèòíîãî ïîëÿ ìîæíî ðàçäåëÿòü çàðÿæåííûå ÷àñòèöû ïî èõ óäåëüíûì çàðÿäàì. Îäíîâðåìåííî ìîæíî òî÷íî îïðåäåëÿòü ìàññû ÷àñòèö. Ðàçäåëåíèå ÷àñòèö îñóùåñòâëÿåòñÿ â ïðèáîðàõ, íàçûâàåìûõ ìàññ-ñïåêòðîãðàôàìè. Íà ðèñóíêå 4.50 èçîáðàæåíà ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà ïðîñòåéøåãî ìàññ-ñïåêòðîãðàôà. Âàêóóìíàÿ êàìåðà ïðèáîðà ïîìåùåíà â ìàãíèòíîå ïîëå (âåêòîð èíäóêöèè
ÖèêëîòðîíÏîêàæåì, èñïîëüçóÿ ôîðìóëó (4.10.2), ÷òî âðåìÿ ïðîõîæäåíèÿ äàííîé ÷àñòèöåé ïîëóîêðóæíîñòè íå çàâèñèò îò ðàäèóñà ïîëóîêðóæíîñòè è îò ñêîðîñòè ÷àñòèöû.  ñàìîì äåëå,
ò. å. Δt çàâèñèò òîëüêî îò ñâîéñòâ ÷àñòèöû è èíäóêöèè ïîëÿ. Ýòîò ôàêò èñïîëüçóåòñÿ â öèêëîòðîíå äëÿ óñêîðåíèÿ çàðÿæåííûõ ÷àñòèö ñðàâíèòåëüíî íåáîëüøèì ýëåêòðè÷åñêèì ïîëåì â òå÷åíèå ðÿäà öèêëîâ. Öèêëîòðîí óñòðîåí ñëåäóþùèì îáðàçîì. Äâà ýëåêòðîäà ñïåöèàëüíîé ôîðìû — äóàíòû (íàïîìèíàþò ïîëûé öèëèíäð ñ êðûøêàìè, ðàçðåçàííûé âäîëü îñè) íàõîäÿòñÿ â êàìåðå, ãäå ïîääåðæèâàåòñÿ âàêóóì (ðèñ. 4.51). Äóàíòû ïîìåùàþò ìåæäó ïîëþñàìè ñèëüíîãî ìàãíèòà, è ê íèì ïîäâîäèòñÿ ïåðåìåííàÿ ðàçíîñòü ïîòåíöèàëîâ.  öåíòðå êàìåðû ìåæäó äóàíòàìè ðàñïîëàãàþò èñòî÷íèê çàðÿæåííûõ ÷àñòèö.  òîò ìîìåíò, êîãäà ìåæäó äóàíòàìè ñóùåñòâóåò âûñîêàÿ ðàçíîñòü ïîòåíöèàëîâ, ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå â ïðîìåæóòêå ìåæäó íèìè óñêîðÿåò çàðÿæåííûå ÷àñòèöû.
|
|
|