多功能加速器的制作与改进.pdf
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1、多功能加速器的制作与改进丁红明(平湖市新华爱心高级中学浙江 嘉兴 )马秀英(浙江省平湖中学浙江 嘉兴 )(收稿日期:)摘要:利用同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引原理,通过变换组合装置,设计制作了一款集“直线加速”和“圆形加速”为一体的多功能加速器,实现一套器材可以同时演示直线加速又可以演示圆形加速关键词:直线;圆形;加速器加速器是用人工方法将带电粒子(或带电体)加速到较高能量的装置利用加速器可以产生各种能量的电子、质子、粒子以及其它一些重离子,高能量的带电粒子“轰击”其他物质,还可以产生多种带电的和不带电的次级粒子,因此加速器有着广泛的应用多功能加速器本质上属于静电加速器,是在高中物理中两种
2、主要加速器(直线、回旋)的基础上加以改进制作而成,利用静电场加速带电小球,作为实验教具,能很好演示带电小球在电场中的直线加速和圆形加速高中阶段涉及的两类加速器 直线加速器如图所示,P、P、P带正电,P、P、P带负电,粒子在P和P、P和P、P和P之间加速,多级加速获得高能粒子直线加速器装置需要很长的装置,才能获得较高动能的粒子图直线加速器 回旋加速器如图所示,D和D是两个中空的半圆金属盒,它们之间存在交变电压UA处的粒子源产生的带电粒子,在两盒之间被电场加速两个半圆盒处于与盒面垂直的匀强磁场中,所以粒子在磁场中做匀速圆周运动经过半个圆周之后,当粒子再次到达两盒间的缝隙时,控制交变电压U,使其恰好
3、改变正负极,于是粒子经过盒缝时再一次被加速如此,粒子在做圆周运动的过程中一次一次地经过盒缝,而两盒间的交变电场一次一次地改变正负,粒子的速度就能够增加到很大图回旋加速器多功能加速器 实验原型(年高考浙江理综卷第 题)如图所示为静电力演示仪,两金属极板分别固定于绝缘支架上,且正对平行放置工作时两板分别接高压直流电 年第 期物理通报物理实验教学作者简介:丁红明(),男,中教高级,主要从事中学物理教学及研究源的正负极,表面镀铝的乒乓球用绝缘细线悬挂在两金属极板中间,用绝缘棒将乒乓球拨到与右极板接触,接触过程中,电荷重新分布,使球与极板带同种电荷,相互排斥,放开后乒乓球会在两板间来回碰撞图静电力演示仪
4、 多功能加速器的制作及原理多功能加速器是用同样的器材,既可以实现直线加速、又可以实现圆形加速,用以模拟导电小球在电场作用下加速运动它的基本思想是等分的圆,既可以看作圆轨道用于圆形加速,又可以通过重组看作是直线轨道用于直线加速(见图)图多功能加速器的基本组成多功能加速器主要制作材料为有机玻璃板、自粘铝箔、直流电源、导电小球、导线、钩码等等()直线加速器如图(a)所示,等分的有机玻璃重新组合成如图所示排列,用导线分别将上下组铝箔(约 c m宽)连接起来,上面个铝箔连接电源正极,下面个铝箔连接电源负极,将横截面为“”型有机玻璃轨道置于等分有机玻璃上,导电小球初始位置在有机玻璃轨道的最左端,接通电源后
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