回旋加速器是1932年美國(guó)的物理學(xué)家勞倫斯發(fā)明的，他因此獲得了1936年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。回旋加速器的原理如圖1所示，從位于D形盒的縫隙中央處的粒子源放射出的粒子，經(jīng)兩個(gè)D形盒間的電場(chǎng)加速后，垂直磁場(chǎng)方向進(jìn)入某一D形盒內(nèi)，在洛倫茲力的作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)半個(gè)圓周后又回到縫隙。此時(shí)縫隙處的電場(chǎng)方向恰好改變，帶電粒子在縫隙中再一次被加速，以更大的速度進(jìn)入另一D形盒做勻速圓周運(yùn)動(dòng)……這樣，帶電粒子不斷地被加速，直至帶電粒子在D形盒沿螺線軌跡逐漸趨于盒的邊緣，達(dá)到預(yù)期的速率后，用粒子引出裝置把它們引出來。

回旋加速器中粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡圓的半徑越來越大，相鄰的軌跡與極板的相交點(diǎn)的間距相等嗎？教科書和很多教輔用書勻沒有體現(xiàn)，其間距關(guān)系可以這樣來推導(dǎo)：

如圖，粒子由靜止釋放，經(jīng)加速電場(chǎng)加速后到達(dá)A0點(diǎn)的速度為v0，假設(shè)加速電壓為U，則由動(dòng)能定理：qU=12mv20可得v0=2qUm，進(jìn)入磁場(chǎng)后的旋轉(zhuǎn)半徑r0=mv0qB=2mUqB2；當(dāng)由A1射入上面磁場(chǎng)時(shí)的速度為v1， 半徑為r1，則

可見，間距不是相等而是越來越小，且左側(cè)與右側(cè)的對(duì)應(yīng)間距也不相等，滿足對(duì)應(yīng)的左側(cè)間距比右側(cè)大的關(guān)系。

（欄目編輯羅琬華）

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