Was ist ein Cyclotron?

Ein Cyclotron ist eine Art Partikelgaspedal, das ein konstantes Magnetfeld und wechselnden elektrischen Felder benutzt, um einen Partikel in einer gewundenen Bewegung zu beschleunigen. Diese Arten der Partikelgaspedale gehörten zu geplant zuerst und haben einige Vorteile über frühen linearen Gaspedalen, wie kleineren Größenanforderungen. Während technische Fortschritte kompliziertere Arten von den Partikelgaspedalen ermöglicht, gibt es noch etwas Gebrauch für Cyclotrons auf einigen verschiedenen Gebieten. Ein Cyclotron kann im Physikexperimentieren, besonders als frühere Phase eines Mehrstufengaspedals noch benutzt werden.

Entwickelt 1932, ist ein Cyclotron ein Partikelgaspedal, das Kreisbewegung, gewöhnlich in einer wachsenden nach außenSpirale verwendet, um Partikel für einigen unterschiedlichen Gebrauch zu beschleunigen. Partikelbeschleunigung erfordert gewöhnlich einen ziemlich großen Abstand, die Partikel zur genügenden Geschwindigkeit für Gebrauch in den Experimenten kommen zu lassen. Der Entwurf eines Cyclotron darf jedoch kleinere Gaspedale an großen Effekt gewöhnt sein, da der Partikel in eine Kreisbewegung bewegt und ein großer Abstand reist, ohne einen langen geraden Flur für Durchgang zu erfordern.

Ein Cyclotron arbeitet im Allgemeinen, indem es ein Paar starke Elektroden, jedes verwendet, das wie ein “D† mit den flachen Seiten in Richtung zu einander geformt, um eine komplette Kreisform zu verursachen. Anfangend in der Mitte des Kreises, anfängt ein Partikel, weg von der Mitte zu bewegen, aber, indem man Anziehungskraft und Abstossung verwendet, gezogen er anstatt in eine Kreisbewegung. Die Diodenalternativgebühr zwischen ihnen, die so der Partikel in Richtung zu einem beschleunigt, dann, kurvt herum, wie er durch diesen weggedrückt und in Richtung zum anderen angezogen, dann fortsetzt das Muster zwischen den zwei Elektroden. Dieses verursachen eine vollkommene Kreisbewegung, wenn es alleine gelassen, aber ein Magnetfeld verursacht zwischen den zwei Dioden, das zur Kreisbewegung des Partikels senkrecht ist.

Dieses Magnetfeld verschiebt etwas die Bewegung des Partikels, also, jedes Mal wenn es zwischen die zwei Elektroden überschreitet, es verschoben eine Spitze weg von der Mitte des Kreises. Indem er etwas außerhalb den Partikel verschiebt, wird der Weg, den er während der Beschleunigung nimmt, eine wachsende nach außenSpirale eher als ein Kreis. Dieses lässt den Partikel einen Zielbereich auf dem Innere der Eindämmungmaßeinheit schließlich schlagen, in der es für weitere Studie oder Gebrauch dann umadressiert werden kann.

Eine der Hauptbeeinträchtigungen eines Cyclotron ist, dass der Zielbereich für einen Partikel nur verwendet werden kann, der mit Geschwindigkeiten reist, die using newtonische Physik richtig berechnet werden können. Höhere Geschwindigkeiten veranlassen relativistische Effekte aufzutreten, und das Ziel nicht geschlagen richtig und bedeuten, dass ein Cyclotron die Niveaus der Beschleunigung nicht gewöhnlich produzieren kann, die neuere, lineare Gaspedale können. Isochrone Cyclotrons entwickelt worden jedoch die relativistische Änderungen am Partikel entschädigen können, und können ziemlich wirkungsvoll sein.