曾经有人问劳伦斯回旋加速器有什么用？ 他回答：
“我要用它把原子炸得四分五裂。”
——劳伦斯
（荣获1939年诺贝尔物理学奖）
加速器的作用：了解宇宙的起源和意义、生命的起源、物质的结构是人类最伟大的理想，也永远激励人类不断追求和探索。 要了解物质的微观结构，首先必须将其分解成碎片。 粒子加速器使用高速粒子来“破坏”被测量的物质。
回旋加速器评论
① 1931年，劳伦斯和他的学生利文斯顿研制出世界上第一台回旋加速器。 该加速器磁极直径仅为10cm，加速电压为2kV，可将氘离子加速到80keV的能量。
②目前世界上最大的粒子加速器是美国费米国家实验室的质子同步加速器，它可以将质子加速到原来加速器中粒子获得的能量的10倍的7次方。
（上图为卫星拍摄的粒子加速器照片）
回旋加速器原理
回旋加速器的工作原理如下图所示。 D1和D2是两个空心半圆形金属盒子，它们之间存在一定的电位差U。 A 处粒子源产生的带电粒子被两个盒子之间的电场加速。 两个半圆形盒子处于垂直于盒子表面的均匀磁场B中，因此粒子在磁场中做匀速圆周运动。 半圈后，当它再次到达两个盒子之间的间隙时，控制两个盒子之间的电势差，使其恰好改变正负，因此粒子在通过盒子之间的间隙时再次加速。 这样，粒子在圆周运动过程中一次又一次地通过盒子狭缝，两个盒子之间的电势差一次又一次地反转，粒子的速度可以得到很大程度的提高。
高考回旋加速器的七个常见考点（敲黑板！）
① 交变电场的周期与D形盒子中粒子运动的周期有什么关系？
高频交流电源的周期与D形盒内运动的带电粒子的周期相同。 （见下图）
（交变电场加速是这样的）
（恒定电场加速是这样的）
② 回旋加速器的电磁场如何分布？
D形盒由金属导体制成，具有屏蔽外部电场的功能。 因此回旋加速器，盒子内没有电场，只有同方向的均匀磁场。 盒子之间存在交变电场。 带电粒子在箱内做匀速圆周运动，每次加速后半径变大。
③粒子获得的最大动能与哪些因素有关？
回旋加速器获得的粒子最终的最大速度和最大动能与加速电压U无关，由D形盒的半径Rm决定。 （同学们想知道为什么最大速度与加速电压U无关？）
控制变量的想法
④ 带电粒子的轨道半径如何变化？
带电粒子每次加速，回转半径都会增加。 半径之比为：
（上图是利用左右相反电场的等效交变电场的计算结果，可以看出轨道间距从内到外逐渐变密！）
⑤带电粒子在回旋加速器中运动的总时间是多少？
（上图是粒子在回旋加速器中运动时计算出的跟踪率时间图像）
可以看出，每次加速后，粒子在均匀磁场中运动的时间保持不变。 但每次在电场中加速的时间越来越短，加速过程中的加速度保持不变。 这样我们就可以求出粒子在磁场中运动的总时间。
（放大图片查看）
如果我们将上图中粒子在磁场中的运动时间“压平”，我们可以发现，粒子在电场中的运动可以看作是匀加速直线运动。
等价思想
我们可以得出以下结论：
近似思想
⑥ 最大速度的两种表达方式
由于交变电场的最大频率和磁场的最大磁感应强度，受到交变电源、磁场发生设备等设备的限制。颗粒的最大速度有两种不同的形式可以获得。
条件临界思想
⑦被回旋加速器加速的粒子的最大能量是多少？
经回旋加速器加速的带电粒子能量达到25～30MeV后，就很难进一步加速了。 原因是回旋加速器，根据狭义相对论，粒子的质量随着速度的增加而增加，质量的变化会引起其回转周期的变化，从而破坏与电场变化周期的同步。
由于劳伦斯的杰出贡献，化学元素周期表中的第103号元素铑被以劳伦斯的名字命名。
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