Question

16．用同一回旋加速器分別對質子和氦核加速，若磁場相同，則加在D形盒間的交變電壓的頻率之比為2：1．

Answer 1

分析 在回旋加速器中的周期T=$\frac{2πm}{qB}$，根據周期的公式判斷兩粒子的周期關系，粒子在磁場中運動的周期和交流電的周期相同，由此即可求出頻率關系．

解答 解：帶電粒子在磁場中運動的周期T=$\frac{2πm}{qB}$，質子在質量數是1，核電荷數是1，氦核的質量數是4，核電荷數是2，所以兩粒子的比荷周期之比：
$\frac{{T}_{P}}{{T}_{α}}$=$\frac{\frac{m}{e}}{\frac{4m}{2e}}=\frac{1}{2}$
粒子在磁場中運動的周期和交流電的周期相同，結合：$f=\frac{1}{T}$
所以加在D形盒間的交變電壓的頻率之比：$\frac{{f}_{p}}{{f}_{α}}=\frac{{T}_{α}}{{T}_{p}}=\frac{2}{1}$
故答案為：2：1；

點評 解決本題的關鍵知道回旋加速器是利用電場加速，磁場偏轉來加速粒子．以及知道粒子在磁場中運動的周期和交流電的周期相同．