Question

1932年美國物理學家勞倫斯發(fā)明了回旋加速器，巧妙地利用帶電粒子在磁場中的運動特點，解決了粒子的加速問題。現(xiàn)在回旋加速器被廣泛應用于科學研究和醫(yī)學設備中。

某型號的回旋加速器的工作原理如圖甲所示，圖乙為俯視圖。回旋加速器的核心部分為D形盒，D形盒裝在真空容器里，整個裝置放在巨大的電磁鐵兩極之間的強大磁場中，磁場可以認為是勻強磁場，且與D形盒底面垂直。兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時間可以忽略不計，D形盒的半徑力R，磁場的磁感應強度為B。設質子從粒子源A處進入加速電場的初速度不計。質子質量為m、電荷量為+q。加速器接一定頻率高頻交變電源，其電壓為U。加速過程中不考慮相對論效應和重力作用。

（1）求質子第1次經(jīng)過狹縫被加速后進人D形盒運動的軌道半徑r1；

（2）求質子從靜止開始加速到出口處所需的時間t；

（3）如果使用這臺回旋加速器加速α粒子，需要進行怎樣的改動？請寫出必要的分析與推理。

Answer 1

略

解析:

 

（2）