Zum Zyklotronprinzip
Beginne mit Start- Taste. Nach der Beobachtung könnte man auf die Idee
kommen die Amplitude der Wechselspannung zu erhöhen (E-Feld größer), aber die
Teilchen bekommen zu großen Bahnradius. Das bekämpfen wir durch höheres B-Feld
(B-Feld größer) und kommen schon auf knapp 1000eV. Nochmalige Erhöhung und
wir sind im keV Bereich (beide noch mal größer).
Das Spiel kommt jedoch durch den relativistischen Massenzuwachs zum Ende. Wir
müssen weiter synchronisieren und kommen zum Synchrozyklotron. Dies kann mit
dieser Animation nicht dargestellt werden.
Basisformeln: Fmag = Fzentri oder qvB=mv2/r
somit r=mv/qB oder vmax=rmaxqB/m somit Wkin=1/2mv2
= (rmaxqB)2/2m
Zyklotronfrequenz ω=q/m B ( m wird zu m(v),
falls man relativistisch rechnet, Wkin =(m(v)-m0)c2
).
Für Elektronen ( m=10-30kg und q=1,6 10-19As) mit nur 1eV
und B=1Tesla ergeben sich f=2,8 1010 Hz, VHF im wahrsten Sinn des
Wortes, und das bei v=5,9 105m/s (sehr schnell) aber einem Bahnradius
von nur 3 10-6m. Wie ändern sich diese Zahlen für D's mit r=0,5m?
Davidson College
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