Циклотрон
“Перші прискорювачі часток були лінійними, – пише Натан Деннисон, – але Ернест Лоуренс порушив цю традицію і, використовуючи безліч невеликих електричних імпульсів для прискорення частинок, заствіл їх літати по колу. Здійснення його першого проекту, розпочатого з начерку на клаптику паперу, обійшлося Сполученим Штатам в 25 доларів. Лоуренс продовжував удосконалювати свій циклотрон, застосовуючи різні підручні засоби аж до кухонного стільця… поки в результаті не отримав в 1939 р Нобелівську премію “.
Циклотрон Лоуренса прискорював заряджені атомні і субатомні частинки, використовуючи постійне магнітне і изменявшееся електричне поля, що змушували частинки рухатися по розкручування спіралі, починаючи з її центру. Після багатьох оборотів у вакуумній камері частинки, прискорені до високої енергії, могли розбивати атомні ядра, а осколки вивчалися за допомогою детекторів. Однією з переваг циклотрона в порівнянні з попередніми прискорювачами були його відносно компактні розміри, при цьому енергії частинок виходили досить високими.
Діаметр першого циклотрона Лоуренса був всього близько 10 см. Але в 1939 р вчений вже планував побудувати в Каліфорнійському університеті в Берклі найбільшу і найдорожчу установку, коли-небудь створену для вивчення атома. Природа атомних ядер все ще була загадкою, і цей циклотрон, “для якого потрібно було стільки сталі, що її вистачило б на будівництво вантажного судна пристойних розмірів, і стільки електрики, що їм можна було б висвітлити все місто Берклі”, дав би можливість прозондувати внутрішні області атома після зіткнень прискорених частинок з ядрами і вивчити викликані цим ядерні реакції. Циклотрони використовувалися для виробництва радіоактивних матеріалів та ізотопних індикаторів для медицини. На циклотроні в Берклі синтезували технецій – перший штучно створений хімічний елемент.
Важливість циклотрона Лоуренса полягає також у тому, що з нього почалася ера фізики високих енергій, ера величезних і вельми дорогих установок, що вимагають великого штату співробітників. Нагадаємо, що в циклотроні використовується постійне магнітне поле і змінне електричне поле постійної частоти. Але в синхротронах – прискорювачах, створених пізніше, – Величина магнітного поля в міру збільшення енергії частинок поступово збільшується (щоб із зростанням енергії частки радіус її орбіти в прискорювачі залишався незмінним. – Прим. Пер.). На такому прискорювачі, побудованому в компанії General Electric, в 1947 р вперше спостерігалося синхротронне випромінювання.
Related posts:
- Використання сили Лоренца. Мас-спектрограф Дія магнітного поля на рухомі заряджені частинки дуже широко використовують у техніці. Наприклад, відхилення електронного пучка в кінескопах телевізорів здійснюються за допомогою магнітного поля, яке створюють спеціальні котушки. У ряді електронних приладів магнітне поле використовується для фокусування пучків заряджених частинок. У створених в даний час експериментальних установках, для здійснення керованої термоядерної реакції, дію магнітного поля […]...
- Ядерні реакції – доповідь Минула тема зачіпала процеси, що дозволяють розщепити ядро на складові частини. Зараз ми поговоримо з Вами, яким чином це може статися. Безліч вчених проводили досліди над радіоактивними елементами. Вони прагнули змінити період радіоактивного розпаду елементів під дією зовнішніх сил, підвищуючи температуру, поміщаючи частку в магнітне поле, а також багато інших експериментів, що включають в себе […]...
- Електромагнітне поле: визначення Електромагнітне поле – це особлива форма матерії, за допомогою якої взаємодіють між собою електрично заряджені частинки. Існування електромагнітного поля пов’язано з взаємодією між собою електричного і магнітного полів. Тобто змінюється в часі електричне поле породжує магнітне і навпаки. З цього випливає, що електричне і магнітне полі не існують одне без одного. Характеристики та поведінку електромагнітного […]...
- Магнітне поле: визначення Магнітне поле – це особливий вид матерії, що створюється рухомими зарядами, що змінюються електричним полем або тілами, що володіють магнітним моментом. Це складова електромагнітного поля. Магнітне поле характеризується силою взаємодії. Вперше поняття магнітного поля ввів в 1845 році Майкл Фарадей. Наша планета має власним магнітним полем, створеним джерелами розташованими всередині Землі. Припускають, що це рідка […]...
- Повідомлення на тему “Магнітне поле Землі” Магнітне поле – це область з магнітною силою навколо планети. Таємниця освіти поля повністю не розкрита. Хоча, за словами вчених, тяжіння планети пов’язане з ядром. Ядро складається з міцних і рідких частинок. Під час обертання планети в частинках ядра створюються стійкі течії. Згідно найвідомішої концепції магнітне поле сформувалося при турбулентному і конвекційному русі частинок усередині […]...
- Поняття електромагнітного поля Перш за все, симетрична гіпотеза вказала на те, що електричне і магнітне поля тісно взаємопов’язані. Вони не є відокремленими фізичними об’єктами і завжди існують поруч один з одним. Якщо в якійсь системі відліку електричне (магнітне) поле відсутнє,, то в іншій системі відліку, що рухається щодо першої, воно неодмінно з’явиться. Припустимо, наприклад, що в рухомому автомобілі […]...
- Гіпотези походження квазарів Існує кілька гіпотез походження квазарів. За однією з теорій, квазари є галактики на початковому етапі розвитку. Багато астрофізики вважають, що світність цих об’єктів не підтримується термоядерним шляхом. Енергія квазарів – це гравітаційна енергія, яка виділяється за рахунок катастрофічного стиснення, що відбувається в ядрі галактики. Найбільшою популярністю користується гіпотеза, згідно з якою квазар є величезною чорною […]...
- Доповідь “Магнітне поле Землі” Напевно, кожному відомо про те, що земля є величезних розмірів магніт, за допомогою якого утворюється магнітне поле. Та й вчені довели, що воно дійсно існує. Крім цього магнітне поле знаходиться навколо нашої планети і захищає її від різної радіації. Трохи пізніше знаменитий і популярний Гільберт написав книгу, в якій пояснив, чому магнітне поле, чому так […]...
- Дія магнітного поля Мабуть, кожен знає, що таке магніт. Знає його основні прояви – притягання металевих предметів. Але що за цією здатністю ховається всередині самого магніту? Давайте з Вами в цьому спробуємо розібратися і подивитися на це явище природи з наукової точки зору, попутно розширивши своє знання про дії магнітного поля. Отже, весь секрет будь-якого магніту полягає в […]...
- Теплове випромінювання Яким чином Земля отримує енергію від Сонця? Теплопровідність і конвекція виключені: нас розділяє 150000000 кілометрів безповітряного простору. Тут працює третій вид теплопередачі – теплове випромінювання. Випромінювання може поширюватися як в речовині, так і у вакуумі. Як же воно виникає? Виявляється, електричне і магнітне поля тісно пов’язані один з одним і володіють однією чудовою властивістю. Якщо […]...
- Лінії магнітної індукції Магнітне поле можна зображувати графічно за допомогою ліній магнітної індукції, подібно до того, як електричне поле зображують за допомогою ліній напруженості. Лінією магнітної індукції називається лінія, дотична до якої в кожній точці поля збігається з вектором магнітної індукції. Так як в кожній точці магнітне поле характеризується певним значенням , то через кожну точку поля можна […]...
- Електричне і магнітне поле Фізика і філософія в основі всього існуючого в світі бачать матерію, яка проявляється у великій різноманітності всіляких станів і форм. Існуюча матерія має можливість локалізувати (тобто, концентруватися в обмеженому просторі), а ще може і, делокалізованних (зворотний процес). При локалізації цього буде відповідати “речовина”, ну, а в разі делокалізації – це буде вже “поле”. Але і […]...
- Магнітне поле струму Способом передачі магнітного взаємодії є магнітне поле. Численні досліди привели вчених до висновку, що навколо будь-якого провідника зі струмом, тобто навколо рухомих електричних зарядів, існує магнітне поле. На відміну від електричного поля, яке діє і на нерухомі заряди, і на рухомі, магнітне поле діє тільки на рухомі заряди (струми). Магнітне поле можна виявити і досліджувати […]...
- Кристалічні решітки – коротко Кристалічні речовини характеризуються правильним розташуванням складових їх частинок в строго певних точках простору. При з’єднанні цих точок прямими лініями утворюється просторова структура, звана кристалічною решіткою. Точки, в яких розміщені частинки кристала, називають вузлами решітки. Залежно від типу частинок, розташованих у вузлах кристалічної решітки, і характеру зв’язку між ними розрізняють чотири типи кристалічних граток: іонні, атомні, […]...
- Фізика електромагнітного поля Згадаймо, яким чином Максвелл пояснив явище електромагнітної індукції. Змінне магнітне поле породжує вихрове електричне поле. Якщо у змінному магнітному полі знаходиться замкнутий провідник, то вихрове електричне поле приводить в рух заряджені частинки цього провідника – так виникає індукційний струм, спостерігається в експерименті. Лінії вихрового електричного поля охоплюють лінії магнітного поля. Якщо дивитися з кінця вектора […]...
- Властивості магнітного поля Головною відмінністю і властивістю магнітного поля є відносність. Якщо нерухомо залишити заряджене тіло в деякій системі відліку, а поруч розташувати магнітну стрілку, то вона вкаже на північ, і при цьому не “відчує” стороннього поля, крім поля землі. А якщо заряджене тіло почати рухати біля стрілки, то навколо тіла з’явиться МП. В результаті стає ясно, що […]...
- Що вивчає молекулярна фізика і термодинаміка Молекулярна фізика виходить з уявлень про те, що всі тіла складаються з найдрібніших частинок – молекул і атомів. Частинки рухаються і взаємодіють один з одним, а фізичні властивості тіл пояснюються характером цього руху і взаємодії. Найпростішою моделлю молекулярної фізики служить ідеальний газ. У цій моделі ми нехтуємо розмірами частинок, їх внутрішньою будовою і взаємодією один […]...
- Що таке електродинаміка Електродинаміка має справу з широким колом явищ, пов’язаних з електромагнітним взаємодією тіл. Основним поняттям електродинаміки служить електромагнітне поле, за допомогою якого здійснюється ця взаємодія. У загальному випадку електромагнітне поле являє собою складну комбінацію електричного і магнітного полів, мінливих в часі і породжують один одного. Електромагнітне поле описується рівняннями Максвелла; розгляд цих рівнянь виходить далеко за […]...
- Електричні машини та апарати Що представляють люди, коли чують вислів – електричні машини? Швидше за все, щось рухомі і працює від електричної енергії. Вірно. Значить, електричні машини – є електромеханічними пристроями, що здатні перетворювати енергію електрики в механічну енергію і навпаки. Думаю, не складно буде уявити, які електротехнічні пристрої можна віднести до електричних машин – це всі види електрогенераторів, […]...
- Дослід Ерстеда Дослідами доведено, що електричне поле зберігається навколо зарядженої частинки, навіть якщо вона залишається одна. Електрон і у вакуумі є носієм електричного поля. На цьому принципі працюють всі електронні лампи. На жаль, численні спроби знайти частинки, що несуть “магнітний” заряд, ні до чого не привели. Зразок магнетиту, який є природним постійним магнітом, можна розпилювати навпіл безліч […]...
- Фізика електромагнітних хвиль Найважливіший результат електродинаміки, що випливає з рівнянь Максвелла 50, полягає в тому, що електромагнітні взаємодії передаються з однієї точки простору в іншу не миттєво, а з кінцевою швидкістю. У вакуумі швидкість поширення електромагнітних взаємодій збігається зі швидкістю світла c = 3 – 108 м / с. Розглянемо, наприклад, два покояться заряду, що знаходяться на деякій […]...
- Механізм остигання поверхневих шарів планети Після того як сонячні частинки падають на планету і накопичуються на поверхні елементів у складі поверхневих шарів, відразу ж або через якийсь час вони почнуть свій шлях у напрямку центру планети. Так відбувається процес охолодження поверхні планети (атмосфери, гідросфери, кори). Частинки рухаються вниз вздовж лінії, що з’єднує приблизну точку падіння їх на планету і центр […]...
- Повідомлення про магнітне поле Землі Про те, що наша планета є величезний магніт, вченими доведено давно. Раз земну кулю – це магніт, то він повинен створювати найпотужніше магнітне поле. Всі ми знаємо, що в компасі червона стрілка південь, а синя це північ. А як розташовані магнітні полюси планети? Магнітні та географічні полюси не збігаються, тому потрібно запам’ятати, що на північному […]...
- Космічні промені – конспект “Історія досліджень космічних променів – це розповідь про наукові пригоди, – пишуть вчені з Обсерваторії ім. П’єра Оже (призначеної для спостереження космічних променів і побудованої в 2008 р в аргентинському місті Маларгу. – Прим. Пер.). – Протягом майже століття вчені, які вивчали їх, підіймалися на гірські вершини, літали на монгольф’єрів, добиралися до найвіддаленіших куточків Землі, […]...
- Явище радіоактивності Близько 2500 років тому давньогрецькі вчені – філософи Левкіпп і Демокріт припустили про те, що всі навколишні нас тіла складаються з найдрібніших частинок, невидимих людському оку. Вони називали ці частинки атоми, що означало ” неподільні “. Тим самим підкреслюючи, що атом є дрібна з частинок, яку неможливо поділити, і вона не має складових частин. Але […]...
- Атомне ядро Це зараз ми знаємо, що атомні ядра, що складаються з протонів і нейтронів, – дуже щільні області в центрі атома. Але в першому десятилітті XX в. вчені не знали нічого про ядрах і уявляли собі атом у вигляді розмазав позитивного заряду, в який вкраплені негативно заряджені електрони, подібно родзинок в пудингу. Ця модель була повністю […]...
- Способи передачі електричного струму Для початку слід Вам нагадати, що під поняттям електрику, ми маємо на увазі якусь здатність певного тіла або предмета перерозподіляти наявні в ньому електричні заряди. Тобто, при взаємодії з чим-небудь на предмет з’являється надлишок або недолік електричних зарядів (з від’ємним чи позитивним значенням). А електричним струмом, ми, природно, називаємо пересування цих самих заряджених частинок (електронів […]...
- Закон збереження електричного заряду У будь електроізольовані системі алгебраїчна сума електричних зарядів залишається постійною: Закон збереження електричного заряду Це положення відоме під назвою закону збереження електричного заряду. Під електроізольовані системою розуміють в даному випадку систему, в яку не входять і не виходять заряджені частинки. При електризації двох тіл тертям одне з них втрачає стільки ж електронів, скільки набуває іншого. […]...
- Енергія котушки індуктивності Енергія котушки індуктивності (W) – це енергія магнітного поля, що породжується електричним струмом I, поточним по дроту даної котушки. Головна характеристика котушки – її індуктивність L, тобто здатність створювати магнітне поле при пригоді по її проводу електричного струму. У кожної котушки індуктивність і форма свої, тому і магнітне поле для кожної котушки буде відрізнятися величиною […]...
- Електродвигуни і генератори – робота електричних машин Кожен з нас знає, що якщо підключити до електродвигуна дроти і подати через них на нього напругу від джерела живлення, то мотор почне обертатися. Якщо цей електродвигун від’єднати від джерела живлення і до наявних проводам (приєднані до мотору) включити лампочки (електричне навантаження), а саму вісь електричного двигуна почати розкручувати, то лампочка почне світитися. У підсумку […]...
- Характеристика правила Ленца Магнітний потік, зміна якого призводить до появи індукційного струму в контурі, ми будемо називати зовнішнім магнітним потоком. А саме магнітне поле, яке створює цей магнітний потік, ми будемо називати зовнішнім магнітним полем. Навіщо нам ці терміни? Справа в тому, що індукційний струм, що виникає в контурі, створює своє власне магнітне поле, яке за принципом суперпозиції […]...
- Принцип роботи асинхронного двигуна Подаючи напругу тільки на обмотку статора, асинхронний двигун починає працювати. Цікаво знати, як це працює, чому так відбувається? Це дуже просто, якщо зрозуміти, як відбувається процес індукції, коли в роторі індукується магнітне поле. Наприклад, в машинах постійного струму, доводиться окремо створювати магнітне поле в якорі (роторі) НЕ через індукцію, а за допомогою щіток. Коли ми […]...
- Постійні магніти: Земля як постійний магніт Якщо через залізо пропустити електричний струм, то залізо на час проходження струму придбає магнітні властивості. Деякі ж речовини, наприклад, загартована сталь і ряд сплавів не втрачають магнітних властивостей і після відключення струму, на відміну від електромагнітів. Ось такі тіла, які довго зберігають намагніченість, називаються постійними магнітами. Постійні магніти люди спочатку навчилися видобувати з природних магнітів […]...
- Туманна камера Вільсона На банкеті на честь присудження йому в 1927 р Нобелівської премії Чарльз Вільсон так описував свою любов до втрачаються в тумані вершин шотландських пагорбів: “Щоранку я бачив сонце, що сходило над морем хмар, і нижче – тіні пагорбів в тумані, оточені чудовими кольоровими кільцями. Краса цього видовища змусила мене закохатися в туман… “. Хто б […]...
- Потенційне поле сил Полем сил називають область простору, в кожній точці якого на вміщену туди частку діє сила, закономірно змінюється від точки до точки. Прикладом може служити полі сили тяжіння Землі або поле сил опору в потоці рідини (газу). Якщо сила в кожній точці силового поля не залежить від часу, то таке поле називають стаціонарним. Ясно, що силове […]...
- Що таке фотони У результаті дослідження явищ, пов’язаних із взаємодією світла і речовини (теплове випромінювання і фотоефект), фізики прийшли до висновку, що світло складається з окремих порцій енергії – фотонів. Випромінювання світла, його поширення та поглинання відбувається строго цими порціями. Фотони мають енергією і імпульсом і можуть обмінюватися ними з частками речовини (скажімо, з електронами або атомами). Як […]...
- Термоадгезійний метод збагачення Цей метод включає дві технологічні операції: – Селективний нагрів поділюваних компонентів; – Селективне закріплення різному нагрітих компонентів на термопластичної поверхні. Селективний нагрівання компонентів заснований на їх відмінності в оптичних, теплових, електричних властивостях. В якості нагрівачів можуть бути використані джерела інфрачервоного, індукційного, надвисокочастотного випромінювання. Селективне закріплення різному нагрітих компонентів здійснюється на термочувствительной поверхні за рахунок її […]...
- Дія електричного поля на електричні заряди Електричне поле – це особлива форма матерії, за допомогою якої здійснюється взаємодія електрично заряджених частинок. Введення поняття електричного поля знадобилося для пояснення взаємодії електричних зарядів, тобто для отримання відповіді на питання: чому виникають сили, що діють на заряди, що і як вони передаються від одного заряду до іншого? Поняття електричного і магнітного полів ввів великий […]...
- Взаємодія струмів Магнітне поле – є однією з форм матерії (відмінною від речовини), що існує в просторі, що оточує постійні магніти, провідники зі струмом і заряди, що рухаються. Магнітне поле разом з електричним полем утворює єдине електромагнітне поле. Магнітне поле не тільки створюється постійними магнітами, рухомими зарядами і струмами в провідниках, однак і діє на них же. […]...
- Міжпланетне середовище Міжпланетної середовищем називається простір між планетами, а також речовина, що заповнює цей простір. Всупереч общераспространенному думку, що космос абсолютно порожній, простір між небесними тілами заповнено осколками планет і астероїдів, а також окремими іонами або електронами. Великі частинки, що знаходяться в міжпланетному просторі, що утворюються в результаті зіткнень астероїдів один з одним, з планетами або з […]...