Задание #T4115

Задание

Прочитайте текст и выполните задание.

Циклотрон

Для получения заряженных частиц (электронов, протонов, атомных ядер, ионов) с большими энергиями применяются специальные устройства – ускорители заряженных частиц. В основе работы ускорителя лежит взаимодействие заряженных частиц с электрическим и магнитным полями. Электрическое поле способно напрямую совершать работу над частицей, то есть увеличивать её энергию. Магнитное же поле лишь отклоняет частицу от прямолинейной траектории движения, не изменяя энергии частицы.

Ускорители заряженных частиц можно классифицировать по разным признакам. По типу ускоряемых частиц различают электронные ускорители, протонные ускорители и ускорители ионов. По характеру траекторий частиц различают линейные ускорители, в которых пучок частиц однократно проходит ускоряющие промежутки и траектории частиц близки к прямой линии, и циклические ускорители, в которых пучки движутся по замкнутым кривым (например, окружностям или спиралям), проходя ускоряющие промежутки по многу раз.

На рисунке представлена схема работы циклотрона – циклического ускорителя протонов (или ионов). Частицы из ионного источника 1 непрерывно поступают в вакуумную камеру и ускоряются электрическим полем, создаваемым электродами 3. Магнитное поле, направленное перпендикулярно плоскости рисунка, заставляет заряженную частицу отклоняться от прямолинейного движения и двигаться по дуге окружности.

Каждый раз, проходя зазор между электродами, заряженная частица получает новую порцию энергии, дополнительно ускоряется и после этого движется в магнитном поле с постоянной скоростью по дуге окружности большего радиуса. В результате траекторией движения ускоряемой частицы является раскручивающаяся спираль.
Прочитайте текст и выполните задание.
Рис. Схема движения частиц в циклотроне; магнитное поле перпендикулярно плоскости чертежа. 11 – ионный источник; 22 – траектория ускоряемой частицы (спираль); 33 – ускоряющие электроды; 44 – выводное устройство (отклоняющие пластины); 55 – источник ускоряющего поля.

Циклотрон – первый из циклических ускорителей. Впервые был разработан и построен в 1931 году. До сих пор циклотроны широко применяются для ускорения тяжёлых частиц до относительно небольших энергий.
Какова траектория движения заряженной частицы в циклотроне? Ответ поясните.