物理:为什么电子在回旋加速器(cyclotron)里不会掉下去

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/25 01:15:01
电子在cyclotron里作圆周运动,受到的力均为水平方向,为什么不会受到竖直方向的重力作用而掉在那个管道里面...还有管道里是不是真空的?
世界上最大的回旋加速器可以用来加速质子,质子的质量也能忽略?
单说明,让人感觉缺乏说服力,最好有全方位的对它结构和理论的解释
这个问题我会留到礼拜五问我的讲师,分数已经追加了

加速器中必须是很高的真空度。
回旋加速器中必定会有磁力透镜,否则电子不会在里面“回旋”的。
磁力透镜的作用与通常的光学凸透镜类似,只不过是汇聚电子束而已,这个汇聚作用是“全方位”的,包括左右和上下,于是也就补偿了重力的影响。
其实即使是直线加速器也需要磁力透镜,否则电子之间的电斥力会使它们散开,并最终撞在管壁上。
看一看大型强子对撞机上的那一大堆需要冷却到-200多度的巨型超导电磁铁,那就是间或排列着的偏转电磁铁和聚焦电磁铁。
关于补充:电子和质子的质量差别在你的问题中是不起作用的,因为重力加速度是一样的,而运动状态的改变只与加速度有关。

聚焦电磁铁(磁力透镜)的原理并不复杂,只需要在电子通过的管子内部形成一段近似圆环形的同心圆磁力线,该圆所在平面与电子运动方向垂直,这样经过一段距离之后,所有电子都会聚集到那些磁力线的圆心。

一般计算是理想化处理,电子在其中加速度很大,通过时间很短,所以竖直方向的位移就忽略了
如果现实中,应该有补偿方法吧
里面应该为真空,避免电子与空气中分钟原子的碰撞

说了现实中应该有补偿方法...比如加入电场
EvilPhantom,重力大小和竖直方向加速度没关系,不考虑别的阻力,所有物体重力加速度都是g

电子的速度和加速度都很大,因此重力加速度可以忽略不计。电子的重力很小的,可以忽略。有时即使不忽略,也会在加速器中加上一些电场。

空气分子的质量比质子大多了,空气为什么不掉下来?
质子的重力根本不用考虑的嘛,要按你这么说,质子的速度,早就超过第一宇宙速度了,为什么不飞出地球呢。
重力跟电磁力的大小相差不是3个、4个数量级,比较他们的大小是根本没有意义的。
再举个例子:
问:中国有多少人?
答:14亿
问:死掉一个还剩多少人?
答:十三亿九千九百九十九万九千九百九十九
你不觉得荒谬吗?