Группа МЖКХ 1 Физика 21.04. Тема 5. Ускорители заряженных частиц.
учебно-методический материал по физике
Ускорители заряженных частиц
Задание
1. Изучить материал по теме «Ускорители Заряженных частиц».
2. Составить опорный конспект. См. файл.
3. Подготовить сообщение на тему «Коллайдеры».
Скачать:
Вложение | Размер |
---|---|
![]() | 15.88 КБ |
![](https://nsportal.ru/sites/default/files/2020/04/16/dlina_volny_de_broylya.jpg)
Предварительный просмотр:
УСКОРИТЕЛИ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ
Ускорители заряженных частиц – установки для ускорения заряженных частиц до энергий, при которых они могут использоваться для физических исследований, в промышленности и медицине. При сравнительно низких энергиях ускоренные частицы используют, например, для получения изображения на экране телевизора или электронного микроскопа, генерации рентгеновских лучей (электронно-лучевые трубки), разрушения раковых клеток, уничтожения бактерий. При ускорении заряженных частиц до энергий, превышающих 1 мегаэлектронвольт (МэВ) их используют для изучения структуры микрообъектов (например, атомных ядер) и природы фундаментальных сил. В этом случае ускорители заряженных частиц выполняют роль источников пробных частиц, зондирующих изучаемый объект.
Коллимированный пучок пробных частиц от ускорителя направляют на исследуемую тонкую мишень, содержащую, например, ядра какого-либо химического элемента, и рассеянные мишенью пробные частицы или другие продукты их взаимодействия с ядрами мишени регистрируют детектором или системой детекторов. Анализ результатов эксперимента даёт сведения о природе взаимодействия и структуре исследуемого объекта.
Необходимость использования ускорителей для исследования таких микрообъектов как атомные ядра и элементарные частицы обусловлена следующим. Во-первых, атомные ядра и элементарные частицы занимают малые области пространства и проникновение в эти области требует высокой разрешающей способности (а значит и энергии) зондирующего пучка, обеспечивающей взаимодействие отдельной пробной частицы с отдельным микрообъектом. Во-вторых, чем меньше микрообъект, тем он прочнее и проведение экспериментов с перестройкой или разрушением внутренней структуры такого объекта также требует всё большей энергии.
Зная размеры изучаемого объекта, легко оценить энергию пробных частиц, необходимую, для его изучения. Частицы обладают волновыми свойствами. Длина волны частицы лямбда зависит от её импульса р и даётся формулой де Бройля. См. файл.
Приведённая формула даёт также связь между длиной волны релятивистской частицы и её кинетической энергией Е в мегаэлектронвольтах.
В эксперименте по рассеянию структура объекта становится “видимой”. При использовании в качестве зондирующих частиц электронов внутрь ядра можно “заглянуть”, если энергия электрона будет превышать 100 МэВ. Для наблюдения структуры нуклона энергия электрона должна уже исчисляться гигаэлектронвольтами. Ускорители различаются типом ускоряемых частиц, характеристиками пучка (энергией, интенсивностью и др.), а также конструкцией. Наиболее распространены ускорители электронов и протонов, поскольку пучки этих частиц проще всего приготовить. В современных ускорителях могут ускоряться античастицы (позитроны, антипротоны), и их пучки в ряде установок, называемых коллайдерами, после завершения ускорительного цикла сталкиваются (встречные пучки). Любой ускоритель конструктивно состоит из трёх частей – системы, где “изготавливаются” ускоряемые частицы (инжектор), ускорительной системы, где низкоэнергичные частицы от инжектора (обычно сформированные в виде локализованных в пространстве сгустков) увеличивают в высоком вакууме энергию до проектной, и системы транспортировки (вывода) пучка к экспериментальной установке.
Условно, с точки зрения траектории, по которой частицы двигаются в процессе ускорения, ускорители можно разбить на два класса – линейные (и прямого действия) и циклические. В линейных ускорителях частицы в процессе ускорения двигаются прямолинейно, а в циклических – либо по одной и той же замкнутой траектории, многократно проходя одни и те же ускоряющие промежутки (синхротроны), либо по траектории, напоминающей раскручивающуюся спираль (циклотроны, микротроны, фазотроны).
![](https://nsportal.ru/sites/default/files/2020/04/16/usoriteli_zyaryazhennyh_chastits.gif)
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
![](/sites/default/files/pictures/2018/09/18/picture-1058976-1537223554.jpg)
Группа МЖКХ 1 Физика. Тема 1. Магнитное поле.
Задания:Изучить материал учебника Глава 12 12.1-12.2. Стр. 225-229.Перерисовать схему "Магнитные явления" в тетрадь. (см. ниже)Ответить на вопросы теста "Магнитное поле"...
![](/sites/default/files/pictures/2018/09/18/picture-1058976-1537223554.jpg)
Группа МЖКХ 1 Физика 15.04. -16.04. Тема 3 Магнитный поток. Работа магнитного поля.
Задание 1. Изучить материал учебника. 12.5. и 12. 6. Стр. 233- 234.2. Выполнить тест. "Магнитное поле". См. файл....
![](/sites/default/files/pictures/2018/09/18/picture-1058976-1537223554.jpg)
Группа МЖКХ 1 Физика 17.04. Тема 4. Сила Лоренца и ее применение
Задание1. Изучить материал учебника 12.7.Стр. 234.2. Рассмотреть решение задачи 3. Стр. 240 -241.3. Составить опорный конспект «Применение силы Лоренца» См. файл....
![](/sites/default/files/pictures/2018/09/18/picture-1058976-1537223554.jpg)
Группа МЖКХ 2 Физика 18.04. -30.04. Тема 1. Фотоэффект и его применение.
Фотоэффект и его применение1. Изучить материал по теме «Фотоэффект и его применение». См. файл.2. Составить опорный конспект.3.Рассмотреть решение задач 1и2. Оформить их решения в тетрадь,...
![](/sites/default/files/pictures/2018/09/18/picture-1058976-1537223554.jpg)
Группа МЖКХ 2 Физика 30.04. Тема 2. Обобщение темы "Фотоэффект". Контрольная работа.
Задание1. Выполнить контрольную работу по теме "Фотоэффект".2. Выписать краткие тезисы по теме"Запирающее напряжение"....
![](/sites/default/files/pictures/2018/09/18/picture-1058976-1537223554.jpg)
Группа МЖКХ 1 Физика 22.04. Тема 6. Открытие явления электромагнитной индукции.
Тема 6 Открытие явления электромагнитной индукцииЗадание1. Пронаблюдать явление электромагнитной индукцииСпособы получения индукционного тока: 1. Перемещение магнита и катушки относительно друг д...
![](/sites/default/files/pictures/2018/09/18/picture-1058976-1537223554.jpg)
Группа МЖКХ 1 Физика 29..04. Тема 7. Закон электромагнитной индукции. ЭДС индукции в движущихся проводниках.
Закон эм индукции. ЭДС в движущихся проводниках.Задание1. Изучить материал учебника. Стр. 243 -244. Файл.2. Составить краткий конспект изученного материала.3. Рассмотреть решение задач. Стр. 252...