சைக்லோட்ரானின் அடிப்படை கட்டமைப்பு என்ன?

ஒரு சைக்கிளோட்ரானின் அடிப்படை பணிமுறை எவ்வாறு செயலிழக்கிறது என்பதை உணர்ந்து கொள்வதற்கு முன், ஒரு இயங்கும் மின்னிடத்தின் மீது ஒரு மேக்நெடிக் பீல்ட் மற்றும் மேக்நெடிக் பீல்டில் மின்னிடத்தின் இயக்கம் எவ்வாறு செயலிழக்கிறது என்பதை உணர்ந்து கொள்வது தேவை.

மேக்நெடிக் பீல்டில் இயங்கும் மின்னிடத்தின் மீது செயலிழக்கும் விசை

ஒரு L மீட்டர் நீளமுள்ள மின்கடத்தி மற்றும் I அம்பீர் மின்னோட்டத்தை கொண்டு, ஒரு B வெபர் பர மீட்டர் சதுரம் மேக்நெடிக் பீல்டில் செங்குத்தாக வைக்கப்படும்போது, மின்கடத்தியின் மீது செயலிழக்கும் விசை (மேக்நெடிக் விசை) பின்வருமாறு இருக்கும்

இப்போது, L மீட்டர் நீளமுள்ள மின்கடத்தியில் N எண்ணிக்கையிலான இலக்கு இல்லாத மின்னிடங்கள் I அம்பீர் மின்னோட்டத்தை ஏற்படுத்துகின்றன.

இங்கு, e என்பது ஒரு மின்னிடத்தின் மின்னூழ்வு மற்றும் அதன் மதிப்பு 1.6 × 10-19 கூலம்ப்.
சமன்பாடு (1) மற்றும் (2) இருந்து நாம் பெறுகிறோம்

இங்கு, N எண்ணிக்கையிலான மின்னிடங்கள் I அம்பீர் மின்னோட்டத்தை ஏற்படுத்துகின்றன, மற்றும் அவை t நேரத்தில் L மீட்டர் தூரத்தை கடந்து செல்லும், எனவே தளவியல் வேகம் பின்வருமாறு இருக்கும்

சமன்பாடுகள் (3) மற்றும் (4) இருந்து, நாம் பெறுகிறோம்

இது N எண்ணிக்கையிலான எலக்ட்ரான்களின் மீது செயல்படும் விசை எனவே ஒரு எலக்ட்ரானின் மீது அந்த மைக்கோ உலகம் இல் செயல்படும் விசை இது

மின்சாரியான துகளின் மைக்கோ உலகத்தில் இயக்கம்

மின்சாரியான துகள் மைக்கோ உலகத்தில் இயக்கம் செய்யும்போது, இரண்டு அதிகாரப்பூர்வ நிலைகள் இருக்கும். துகள் மைக்கோ உலகத்தின் திசையில் இயக்கம் செய்யும் அல்லது மைக்கோ உலகத்திற்கு செங்குத்தாக இயக்கம் செய்யும்.
துகள் மைக்கோ உலகத்தின் அச்சின் திசையில் இயக்கம் செய்யும்போது, அதன் மீது செயல்படும் மைக்கோ விசை,

எனவே துகளின் மீது எந்த விசையும் செயல்படாது, எனவே துகளின் வேகத்தில் எந்த மாற்றமும் இருக்காது மற்றும் அது மாறாத வேகத்தில் நேர்க்கோட்டில் இயக்கம் செய்யும்.

இப்போது மின்சாரியான துகள் மைக்கோ உலகத்திற்கு செங்குத்தாக இயக்கம் செய்யும்போது, துகளின் வேகத்தில் எந்த மாற்றமும் இருக்காது. இது ஏனென்றால் துகளின் மீது செயல்படும் விசை துகளின் இயக்கத்திற்கு செங்குத்தாக இருக்கும், எனவே விசை துகளின் மீது எந்த வேலையும் செய்யாது, எனவே துகளின் வேகத்தில் எந்த மாற்றமும் இருக்காது.
ஆனால் இந்த விசை துகளின் இயக்கத்திற்கு செங்குத்தாக செயல்படும் மற்றும் துகளின் இயக்கத்தின் திசை தொடர்ந்து மாறும். இதனால் துகள் மாறாத ஆரத்தில் மாறாத வேகத்தில் வட்ட பாதையில் இயக்கம் செய்யும்.
வட்ட இயக்கத்தின் ஆரம் R மீட்டர் என்றால்

இப்போது,

எனவே இயக்கத்தின் ஆரம் இயக்கத்தின் வேகத்தில் அமைந்துள்ளது.
கோண வேகம் மற்றும் கால காலம் மாறாதன.

சைக்லோட்ரானின் அடிப்படை தத்துவம்

இத்தகைய மின்சாரமுடைய துகளின் இயக்கம் ஒரு அழுத்த களத்தில் வெற்றியாக சைக்லோட்ரான் என்ற உபகரணத்தில் பயன்படுத்தப்பட்டது. இந்த உபகரணம் கருத்தில் மிகவும் எளிதானது, ஆனால் பொறியியல், இயற்பியல் மற்றும் மருத்துவ துறைகளில் பெரிய பயன்பாடுகள் உள்ளது. இது மின்சாரமுடைய துகள்களை வேகமாக்கும் உபகரணமாகும். செங்குத்தான அழுத்த களத்தில் மின்சாரமுடைய துகளின் இயக்கம் மட்டுமே சைக்லோட்ரான் என்ற உபகரணத்தில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

சைக்லோட்ரானின் கட்டமைப்பு

இந்த உபகரணம் மூன்று முக்கிய கட்டமைப்பு பகுதிகளை கொண்டுள்ளது

1. இரு முக்கிய திசைகளில் இருந்து ஒருங்கமைந்த அழுத்த களத்தை உருவாக்கும் ஒரு பெரிய அளவிலான மின்காந்தம்.

   
   

2. இரு குறுகிய உயரமுள்ள வெற்றி அரை உருளைகள், இவை உயர் மின்சாரமுடைய வானியங்களால் தோற்றமளிக்கப்படுகின்றன. இவை சைக்லோட்ரானின் கூட்டுப்பாடுகளாகும்.

   
   

3. ஒரு உயர் அதிர்வெண் மாறுநிலை உயர் மின்திறன் மூலம்.

கட்டமைப்பு விபரங்கள்

தீவிரமான போல்களின் இடையில் டி அம்சங்கள் முகமுகமாக வைக்கப்படுகின்றன. டி அம்சங்கள் இரண்டும் நேராக உள்ள விளிம்புகள் ஒருவித சிறிய இடைவெளியுடன் முகமுகமாக வைக்கப்படுகின்றன. அதுவும், விண்மீன் போலத்தின் மைக்கோவில் இந்த டி அம்சங்கள் துல்லியமாக செங்குத்தாக வெட்டுகின்றன. இப்போது இந்த இரண்டு டி அம்சங்களும் ஒரு பாலிட்டான் மற்றும் எதிர்பாலிட்டான் வெளிப்படையான மின்னழுத்த அம்சங்களுக்கு இணைக்கப்படுகின்றன. இதனால், ஒரு டி அம்சம் நேர்ம மின்னழுத்தத்தில் இருந்தால், மற்றொன்று துல்லியமாக எதிர்த்த எதிர்ம மின்னழுத்தத்தில் இருக்கும். மின்னழுத்த அம்சத்தின் அல்லது மின்னழுத்த மூலத்தின் அதிர்வை போலிட்டான் மற்றும் எதிர்பாலிட்டான் அம்சங்களின் அதிர்வு மாறுகின்றன. இப்போது, ஒரு மின்னிடை பொருள் ஒரு டி அம்சத்தின் மையத்திற்கு அருகில் ஒரு துல்லியமான வேகத்தில் V1 வெளிப்படையாக உருகும்போது, பொருளின் இயக்கம் வெளியில் பயன்படுத்தப்பட்ட மைக்கோவில் செங்குத்தாக இருந்தால், வேகத்தில் எந்த மாற்றமும் இருக்காது, ஆனால் மின்னிடை பொருள் ஒரு வட்ட பாதையில் வெளிப்படையாக உருவாக்கும்.இங்கு, m கிராம் பொருளின் நிறை மற்றும் q கூலோம் பொருளின் மின்னிடை மற்றும் B வெபர்/மீட்டர்2 வெளியில் பயன்படுத்தப்பட்ட செங்குத்தான மைக்கோவிலின் பொருள் அடர்த்தி.
π ரேடியன்கள் அல்லது 180o வழியாக R₁ ஆரமுடன் பயணித்த பிறகு, மின்னிடை பொருள் டி அம்சத்தின் விளிம்புக்கு வருகிறது. இப்போது, பயன்படுத்தப்பட்ட மின்னழுத்த மூலம் இதன் அதிர்வு காலம் மற்றும் அதிர்வு அதிகாரம் வட்ட இயக்கத்தின் அதிர்வு காலத்துடன் சீராக ஏற்றுகின்றன.இதனால், மற்றொரு டி அம்சத்தின் மின்னிடை மதிப்பு பொருளின் மின்னிடை மதிப்பின் எதிராக மாறுகின்றது. இதனால், முன்னே உள்ள டி அம்சத்தின் ஈர்ப்பு மற்றும் பொருள் இருக்கும் டி அம்சத்தின் தளவித்தல் காரணமாக, பொருளுக்கு கூடுதல் இயக்க ஆற்றல் வழங்கப்படுகின்றது.இங்கு, ν₁ பொருளின் முந்தைய டி அம்சத்தில் உள்ள வேகம் மற்றும் ν₂ பொருளின் அடுத்த டி அம்சத்தில் உள்ள வேகம். இப்போது, பொருள் இந்த அதிக வேகத்துடன் R₂ மீட்டர் ஆரமுடன் இயங்கும்.

மேலும் மாறாத செங்குத்து காந்தப்புலம் காரணமாக துகள் இந்த புதிய ஆரம் R2 மீட்டரில் மற்றொரு அரை சுழற்சியை பயணித்து தற்போதைய டீ வடிவின் ஓரத்திற்கு வருகிறது. இந்த ஓரத்தை அடையும் போது, முன்னே உள்ள டீ மீண்டும் பின்னால் உள்ளதற்கு எதிர் துருவத்தை பெறுகிறது, மேலும் துகள் qV என்ற இயக்க ஆற்றலை பெற்று, டீகளுக்கு இடையே உள்ள இடைவெளியை கடக்கிறது; இதன் காரணமாக மீண்டும் திசைவேகமும், மின்னூட்டம் கொண்ட துகளின் வட்டப்பாதையின் ஆரமும் அதிகரிக்கிறது. இந்த வழியில், மின்னூட்டம் கொண்ட துகள் தொடர்ந்து அதிகரிக்கும் திசைவேகத்துடன் ஸ்பைரல் பாதையில் பயணிக்கிறது. எனவே, சைக்ளோட்ரான் துப்பாக்கி தலையை விட்டு வெளியேறுவதற்கு முன்பே மின்னூட்டம் கொண்ட துகள் போதுமான அளவு தேவையான திசைவேகத்தை பெறுகிறது.
மின்னழுத்த மூலத்தின் அதிர்வெண் f ஆக கொள்க.

இங்கு, 2π மாறிலி, m, q மற்றும் B தெரிந்தவை, எனவே T கணக்கிட முடியும், எனவே மின்னழுத்த மூலத்தின் அதிர்வெண்

ஆதாரம்: Electrical4u

அறிக்கை: அசலை மதிக்கவும், நல்ல கட்டுரைகள் பகிர்வதற்குரியவை, ஏதேனும் உரிமை மீறல் இருந்தால் தயவுசெய்து தொடர்பு கொண்டு நீக்கவும்.