Xi huwa l-Ikkonstruzzjoni Bażika tal-Ċiklotron?
Qabel ma nifhem il-prinċipju bażiku tal-Cyclotron, huwa neċessarju li nifhem il-forza fuq partikla karika ta’ moviment fil-kamp magnettiku u s-silġ ta’ partikla karika fil-kamp magnettiku.
Forza fuq Partikla Karika ta’ Moviment fil-Kamp Magnettiku
Meta kunduttur tal-elettriku jikkarrija kunduttur ta’ lunghezza L metre b’kurrent I amper immaqsu fil-kamp magnettiku ta’ dinsità ta’ flus B Weber għal metre kwadra, forza, jew forza magnettika, li tittieħed fuq il-kunduttur tkun
Issa, jissoponu li hemm N numru totali ta’ elektronijiet mobbili ħalijiet fil-kunduttur ta’ lunghezza L metre li jikkawżaw il-kurrent I amper.
Fejn, e huwa l-kariga elettrika ta’ wieħed elektron u hu 1.6 × 10-19 coulomb.
Issodis mill-equazzjon (1) u (2) nistgħu qegħdin
Hawn, N numru ta’ elektronijiet li jikkawżaw il-kurrent I amper, u jissoponu li jisilġu distanza L metre fit-ħin t, għalhekk il-veloċità tal-dritt tal-elektronijiet tkun
Mill-equazzjon (3) u (4), nistgħu qegħdin
Dak huwa l-forza li tittieħed fuq N numru ta’ elektronijiet fil-kamp magnettiku, għalhekk il-forza fuq wieħed elektron f’dan il-kamp magnettiku tista’ tkun
Silġ ta’ Partikla Karika fil-Kamp Magnettiku
Meta partikla karika tisilġi fil-kamp magnettiku, jkollha żewġ kondizzjonijiet estremi. Il-partikla tisilġi jew fil-diżinnjatur tal-kamp magnettiku jew perpendikularment mal-kamp magnettiku.
Meta l-partikla tisilġi fil-assi tal-diżinnjatur tal-kamp magnettiku, l-forza magnettika li tittieħed fuqha,
Għalhekk ma jkunx hemm ebda forza li tittieħed fuq il-partikla, għalhekk ma jkunx hemm ebda bidla fil-veloċità tal-partikla u għalhekk titisilġi bl-veloċità kostanti bl-istqarrijiet drit.
Issa, jekk il-partikla karika tisilġi perpendikularment mal-kamp magnettiku, ma jkunx hemm ebda bidla fis-veloċità tal-partikla. Dan minħabba l-forza li tittieħed fuq il-partikla hi perpendikularment mal-moviment tal-partikla, għalhekk l-forza mhix tiżviluppa xebt fuq il-partikla, għalhekk ma jkunx hemm ebda bidla fis-veloċità tal-partikla.
Iżda din il-forza li tittieħed fuq il-partikla perpendikularment mal-moviment tagħha u l-diżinnjatur tal-moviment tal-partikla jagħmlu bidliet kontinwament. Bil-għoljien, il-partikla titisilġi fil-kamp f’troqs ċirkuwarju ta’ raddju kostanti bl-veloċità kostanti.
Jekk ir-raddju tal-moviment ċirkuwarju hu R metre allura
Issa,
Għalhekk ir-raddju tal-moviment idependenti mill-veloċità tal-moviment.
Il-vellitjeta angolari u t-tempi ta’ periodi huma kostanti.
Prinċipji Bażiċi tal-Cyclotron
Dan il-konċett tas-silġ ta’ partikla karika fil-kamp magnettiku intiegħel b’suċċess fi apparatt ix-xjenifik biex jkun magħruf bħala cyclotron. Konċettwalment dan il-dispożitiv huwa vassall imma huwa għandu użu kbir fis-silġ tal-inġinerija, fizika u medicina. Dan huwa dispożitiv ta’ aċċelerazzjoni ta’ partikli karikati. Il-moviment tal-partikla karika ta’ perpendikularment mal-kamp magnettiku huwa solament applikat fid-dispożitiv magħruf bħala cyclotron.
Kostruzzjoni tal-Cyclotron
Dan id-dispożitiv għandu waqt tridom kostitweni prinċipali
Elettromagnettu kbir biex jikkrea kamp magnettiku unifikat bejn it-tnejn poles magnetiċi opposti meħtieġa ta’ faċċa għal faċċa.
Żewġ silġ dwarvu ta’ konduktur metaliċi ta’ kunduttività għoli. Dawn il-komponenti tal-cyclotron huma magħrufa bħala Dees.
Sors ta’ vottaġġ alternativ ta’ frekwenza għoli u vottaġġ għoli.
Dettagli Kostitwenzjonali
Id-Dees huma meħtieġa ta’ faċċa għal faċċa bejn il-poles elettromagnetici. Id-Dees huma meħtieġa, li l-linja drit tkun ta’ faċċa għal faċċa b’gap żgħir bejnihom. Anke l-fluss magnettiku tal-elettromagnettu jkut id-Dees esattament perpendikularment. Issa, dawn id-Dees huma kkonektati għal tnejn terminali ta’ sors ta’ vottaġġ alternativ biex jekk wieħed Dee jkun fil-potenzjal pożittiv allura l-ieħor jkun fil-potenzjal negattiv esattament opposti fit-tmienja stess. Waqt is-sors hu alternativ, il-potenzjali tad-Dees jiġu alterati skond il-frekwenza tas-sors. Issa, jekk partikla karika tintilġa mill-punt ħafna fil-qosmer tal-Dee b’veloċità V1. Minħabba l-moviment tal-partikla hu perpendikularment mal-kamp magnettiku applikat barra, ma jkunx hemm ebda bidla fil-veloċità iżda l-partikla karika titisilġi ftroqs ċirkuwarju tar-radju
Fejn, m gram hu l-massa u q coulomb hu l-kariga tal-partikla mintilġa u B Weber/metru2 hu d-densità ta’ flus tal-kamp magnettiku applikat barra perpendikularment.
Doppo li tisilġi π radians jew 180o bil-radju R1 il-partikla karika tibqa’ fil-kaxxa tal-Dee. Issa, it-tempi u l-frekwenza tal-vottaġġ applikat huma regolati skond it-tempi tal-moviment ċirkuwarju li huwa
