E82092_Fizyka ZR LO kl.3
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
16. Naładowana cząstka w polu magnetycznym<br />
Włączenie między duanty odpowiednio zsynchronizowanego zmiennego napięcia<br />
o okresie równym okresowi obiegu cząstki (rys. 16.4) powoduje, że wszystkie cząstki,<br />
które znajdują się w szczelinie między duantami w chwili, gdy napięcie osiągnęło wartość<br />
maksymalną (chwila t 1 ), są przyspieszane w stronę duanta ujemnego.<br />
U (V)<br />
10 000<br />
t 1<br />
T<br />
t 2<br />
t<br />
Rys. 16.4 Wykres<br />
zależności napięcia<br />
pomiędzy duantami<br />
od czasu<br />
W czasie T/2 cząstki zakreślą w polu magnetycznym tor o długości równej połowie okręgu,<br />
a napięcie zmieni się wtedy na przeciwne. Gdy cząstki powtórnie znajdą się w szczelinie<br />
(chwila t 2 ), będą znowu przyspieszane i wpadną do duanta z większą niż uprzednio<br />
szybkością. Wraz ze wzrostem wartości prędkości liniowej rośnie promień orbity. Gdy<br />
po wielokrotnym przejściu przez szczelinę cząstki zbliżą się do ścianki duanta, zostaną<br />
wyrzucone na zewnątrz dzięki zastosowaniu specjalnej płytki odchylającej.<br />
Cząstki przyspieszone w cyklotronie mogą uzyskiwać ogromne energie kinetyczne.<br />
Dzięki temu cząstki te mają zastosowanie w badaniach naukowych, a także w medycynie<br />
– do niszczenia komórek nowotworowych.<br />
Dotąd omawialiśmy przypadki, w których cząstka naładowana wpada w pole magnetyczne<br />
równolegle lub prostopadle do linii pola magnetycznego. Wektor prędkości<br />
może jednak tworzyć z liniami pola dowolny kąt α. W celu znalezienia toru cząstki<br />
w takim przypadku rozkładamy prędkość → υ na dwie składowe: równoległą → υ ‖ i prostopadłą<br />
→ υ ⊥ do → B (rys. 16.5).<br />
B<br />
q<br />
h<br />
Rys. 16.5 Tor ruchu<br />
cząstki wstrzelonej<br />
w pole magnetyczne<br />
pod kątem α<br />
Składowe prędkości mają wartości:<br />
υ ‖ = υ cosα i υ ⊥ = υ sinα<br />
Gdyby cząstka miała tylko prędkość υ → ‖ , poruszałaby się ruchem jednostajnym wzdłuż<br />
linii pola, a gdyby miała tylko prędkość υ → ⊥ , poruszałaby się ruchem jednostajnym po<br />
okręgu o promieniu:<br />
r = mυ<br />
qB sinα<br />
99