سیکلوترون و سینکروترون چیست؟ فیزیک عمومی 2؛ جلسه 9

سلام و عرض ادب خدمت دوستان عزیزم امیدوارم در ایام امتحانات نتایج عالی از تلاش های مستمر تان را دریافت کنید. امروز قصد داریم به یک مبحث دیگر در فیزیک بپردازیم؛ سیکلوترون و سینکروترون. بریم اول یک مقدمه کوتاه در این باره بخوانیم و بعد بریم سراغ مطالب جزوه. برای تهیه جزوه از این لینک

می توانید اقدام کنید.

سیکلوترون و سینکروترون

در دنیای فیزیک ذرات، برای بررسی ساختارهای بسیار کوچک و کشف اسرار ماده، نیاز به شتاب دادن ذرات با انرژی بسیار بالا داریم. سیکلوترون و سینکروترون دو نوع از مهم‌ترین دستگاه‌های شتاب‌دهنده ذرات هستند که به دانشمندان امکان می‌دهند ذرات را با سرعت‌های نزدیک به سرعت نور حرکت دهند و در آزمایش‌های پیشرفته مورد استفاده قرار دهند.

سیکلوترون به عنوان یکی از اولین شتاب‌دهنده‌های حلقوی، ذرات را در میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی کنترل شده در مسیر دایره‌ای حرکت می‌دهد و انرژی آن‌ها را افزایش می‌دهد. سینکروترون نسخه پیشرفته‌تر این دستگاه است که با تنظیم دقیق میدان مغناطیسی و الکتریکی در زمان حرکت ذرات، امکان رسیدن به انرژی‌های بالاتر و کنترل بهتر را فراهم می‌کند.

این شتاب‌دهنده‌ها نقش کلیدی در تحقیقات بنیادی فیزیک، تولید پرتوهای نوترونی، کاربردهای پزشکی و فناوری‌های نوین دارند و درک آن‌ها برای دانش‌آموزان و علاقه‌مندان به علم، اولین گام در مسیر فهم جهان زیراتمی است.

اجزای سیکلترون که در آن منبع ذرات S و دی ها نشان داده شده است. یک میدان مغناطیسی یکنواخت در جهت عمود بر صفحه شکل و رو به بالا وجود دارد و در هر گذر از شکاف بین دو دی انرژی کسب میکنند.

بریم یک مثال هم با هم ببینیم:
مثال) در یک سیکلوترون معین پروتونی روی دایره ای با شعاع 0/500m حرکت می کند. اندازه میدان مغناطیسی 1/20 T است.

(الف) بسامد نوسان چقدر است؟

(ب) انرژی جنبشی پروتون بر حسب الکترون ولت چقدر است؟

دوستان عزیزم برای دیدن مثال های بیشتر حتما به محتوای آموزشی در کانال یوتیوب از این لینک مراجعه کنید. اگر هم به کانال یوتیوب دسترسی ندارید از این آدرس در وبسایت مون این محتوا را تهیه کنید.

از اینکه این جلسه نیز ما را همراهی کردید از شما سپاسگزاریم.

موفق باشید🍀