回旋加速器教案

1、回旋加速器回旋加速器棠湖中學(xué)棠湖中學(xué)王若彬王若彬教學(xué)目標(biāo)：教學(xué)目標(biāo)：1.通過小組合作學(xué)習(xí)理解直線加速器的構(gòu)造及原理。了解直線加速器的優(yōu)缺點(diǎn)。2.通過小組合作學(xué)習(xí)理解回旋加速器的構(gòu)造及原理。并會(huì)計(jì)算交流電源的周期和帶電粒子所能達(dá)到的最大速度及最大動(dòng)能。3.通過學(xué)習(xí)，讓學(xué)生體會(huì)團(tuán)隊(duì)合作的重要性，并讓學(xué)生養(yǎng)成勤于動(dòng)手，勤于動(dòng)腦的好習(xí)慣。教學(xué)重點(diǎn)：教學(xué)重點(diǎn)：回旋加速器所加交流電源的周期，及帶電粒子所能達(dá)到的最大速度及最大動(dòng)能。教學(xué)難點(diǎn)：教學(xué)難點(diǎn)

2、：回旋加速器所加交流電源的周期，及帶電粒子所能達(dá)到的最大速度及最大動(dòng)能。教學(xué)方法：教學(xué)方法：學(xué)生小組合作解決問題，教師總結(jié)歸納。教學(xué)過程：教學(xué)過程：一一新課引入新課引入教師：提問：1.為什么我們要制造粒子加速器？2.常見的粒子加速器種類有哪些？這兩個(gè)問題布置同學(xué)們課前上網(wǎng)查閱資料，并制成PPT，選一個(gè)小組代表上來為同學(xué)們展示成果。教師：從同學(xué)們展示的PPT中，我們知道了粒子加速器的作用，也見識(shí)了形形色色的粒子加速器，那同學(xué)們想要了解這些

3、粒子加速器的構(gòu)造及原理嗎？學(xué)生：想~~~教師：那好，我們今天就來研究這個(gè)問題。下面請(qǐng)同學(xué)們完成學(xué)案上課前預(yù)習(xí)的幾個(gè)問題。二二完成課前預(yù)習(xí)問題，并展示。完成課前預(yù)習(xí)問題，并展示。課前預(yù)習(xí)課前預(yù)習(xí)1如圖所示，已知帶電粒子質(zhì)量為m，電荷量為q，兩極板間的電壓為U，粒子進(jìn)入極板的初速度忽略不計(jì)，求粒子出射時(shí)的速度v？思考：由公式可知，對(duì)同種帶電粒子（mq相同），當(dāng)越大，v越大2當(dāng)帶電粒子垂直進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，粒子做運(yùn)動(dòng)。由=可得R=由公式可知，對(duì)同種

4、帶電粒子（mq相同），當(dāng)增大，R增大。由=可得T=由公式可知，帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)周期和，，有關(guān)，與2.回旋加速器回旋加速器（1）構(gòu)造:，，，，（2）討論完成帶電粒子在加速器中的運(yùn)動(dòng)情況粒子從離子源發(fā)出，在縫隙中第一次被加速，以速率v1進(jìn)入磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)作用下做半徑為R1=的圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過回到縫隙，如果此時(shí)縫隙中的電場(chǎng)恰好方向，粒子通過縫隙時(shí)又被加速，以較大的速度進(jìn)入磁場(chǎng)做半徑為R2=的圓周運(yùn)動(dòng)，且半徑比之前，以此類推，當(dāng)粒子圓周運(yùn)動(dòng)半徑

5、等于時(shí)，速度加到最大，便通過特殊裝置引出，完成加速。（3）原理總結(jié)：加速，偏轉(zhuǎn)教師：下面同學(xué)們小組討論，完成下面3個(gè)問題問題1：帶電粒子在D形盒內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的周期隨半徑的增大是否發(fā)生變化？為什么？由公式可知，周期由公式可知，周期T和半徑和半徑R及速度及速度v無關(guān)，故周期不會(huì)發(fā)生變化。無關(guān)，故周期不會(huì)發(fā)生變化。問題2：為了保證每次帶電粒子經(jīng)過狹縫時(shí)均被加速，使之能量不斷提高，所加交變電壓的周期應(yīng)該滿足什么樣的條件？因?yàn)閹щ娏Ｗ釉诖艌?chǎng)中每運(yùn)

6、動(dòng)半周加速一次因?yàn)閹щ娏Ｗ釉诖艌?chǎng)中每運(yùn)動(dòng)半周加速一次加在兩加在兩D形盒間的電壓要與帶電粒子的運(yùn)動(dòng)同形盒間的電壓要與帶電粒子的運(yùn)動(dòng)同步所以高頻交流電源的周期與帶電粒子圓周運(yùn)動(dòng)的周期相等所以高頻交流電源的周期與帶電粒子圓周運(yùn)動(dòng)的周期相等.問題3：粒子所能獲得的最大速度與什么因素有關(guān)？獲得的最大能量與什么因素有關(guān)？學(xué)生展示，教師總結(jié)四四課中典例分析課中典例分析考查方式一考查方式一定性考查回旋加速器定性考查回旋加速器【命題分析】定性考查回旋加速

7、器一般以選擇題出現(xiàn)，難度一般不大。定性考查回旋加速器一般以選擇題出現(xiàn)，難度一般不大。例1（2008廣東物理卷第4題）1930年勞倫斯制成了世界上第一臺(tái)回旋加速器，其原理如圖1所示，這臺(tái)加速器由兩個(gè)銅質(zhì)D形盒D1、D2構(gòu)成，其間留有空隙，下列說法正確的是A離子由加速器的中心附近進(jìn)入加速器B離子由加速器的邊緣進(jìn)入加速器C離子從磁場(chǎng)中獲得能量D離子從電場(chǎng)中獲得能量考查方式二考查方式二定量考查回旋加速器定量考查回旋加速器【命題分析】定量考查回旋