주요 원리 :
* 사이클로트론 작동 : 사이클로트론은 자기장을 사용하여 하전 입자를 나선형 경로로 구부립니다. 입자는 사이클로트론의 "dees"를 가로 질러 적용되는 교대 전기장으로부터 에너지를 얻습니다.
* 중심력 : 하전 입자의 자기 력은 원으로 움직이는 데 필요한 중심력을 제공합니다.
* 운동 에너지 : 입자가 에너지를 얻음에 따라 속도가 증가합니다.
최대 속도의 유도 :
1. 중심력 : 입자의 자기력은 다음과 같이 주어진다.
F =QVB, 여기서 :
* Q는 입자의 전하입니다
* V는 속도입니다
* B는 자기장 강도입니다
2. 중심 가속도 : 이 힘은 중심 가속도를 제공합니다.
a =v^2 / r, 여기서 r은 사이클로트론의 반경입니다.
3. 동등한 힘 : 자기력과 중심력을 동일시합니다.
qvb =mv^2 / r
4. 속도 해결 : 방정식을 단순화하면 다음을 얻습니다.
v =(qbr) / m
최대 속도 한계 :
* 반경 한계 : 입자가 달성 할 수있는 최대 반경은 사이클로트론의 물리적 치수에 의해 제한됩니다.
* 자기장 제한 : 달성 할 수있는 최대 자기장 강도는 사이클로트론의 자석에 사용되는 기술에 의해 제한됩니다.
따라서, 사이클로트론에서 달성 할 수있는 최대 속도는 입자의 전하, 자기장 강도 및 사이클로트론의 반경을 입자의 질량으로 나눈 값에 의해 결정된다. .
참고 :
*이 공식은 사이클로트론이 일정한 주파수에서 작동한다고 가정합니다. 실제로, 입자가 공명을 유지하기 위해 에너지를 얻을 때 전기장의 주파수를 조정해야합니다.
*이 방정식은 이론적 인 최대 속도를 제공합니다. 실제로, 충돌로 인한 에너지 손실과 고속의 상대 론적 영향과 같은 다른 요인들도 달성 가능한 속도를 제한 할 수 있습니다.
