21. Ускорители заряженных частиц.

ускорители заряженных частиц – устройства, в которых под действием электрических и магнитных полей создаются и ускоряются пучки высокоэнергетических частиц.

Любой ускоритель характеризуется типом ускоряемых частиц, энергией, сообщаемой частицам, разбросам частиц по энергиям и интенсивностью пучка.

Ускорители – непрерывные (выходит равномерный по времени пучок),импульсивные (частицы вылетают порциями – импульсами). Последние характеризуется длительностью импульса.

По форме и механизму ускорения частиц ускорители делятся на линейные, циклические, индукционные. В линейных ускорителях траектории движения частиц близки к прямым линиям, в циклических и индукционных траекториями частиц являются окружности или спирали.

1. Линейный ускоритель – ускорение частиц осуществляется электростатическим полем., создаваемых например высокочастотным генератором Ван-де-Графа. Заряженная частица проходит поле однократно. Таким способом частницы ускоряются до 10 МэВ

2. Циклотрон циклический резонансный ускоритель тяжелых частиц (протонов, ионов)

21. Эффект Холла. Магнитные поля тока и соленоида.

Эффект Холла — явление возникновения поперечной разности потенциалов (называемой также холловским напряжением) при помещении проводника с постоянным током в магнитное поле. 

В простейшем рассмотрении эффект Холла выглядит следующим образом. Пусть через металлический брус в слабом магнитном поле B течёт электрический ток под действием напряжённости E. Магнитное поле будет отклонять   электроны от их движения вдоль или против электрического поля к одной из граней бруса. При этом критерием малости будет служить условие, что при этом электрон не начнёт двигаться по циклоиде.

Постоянная Холла, по ее изменению можно:

1) Определять концентрацию носителей тока в проводнике при известном характере проводимости и заряде носитилей.

2) Судить о природе проводимости полупроводников, так как знак постоянной Холла совпадает со знаком е носителей тока.

Соленоид – это цилиндрическая катушка с током, состоящая из большого числа витков.

Однородное магнитное поле - это магнитное поле, у которого в любой его точке вектор магнитной индукции неизменен по величине и направлению; наблюдается между пластинами плоского конденсатора, внутри соленоида (если его диаметр много меньше его длины) или внутри полосового магнита.

Магнитное поле прямого проводника с током:

 или

где   - направление тока в проводнике на нас перпендикулярно плоскости листа,  - направление тока в проводнике от нас перпендикулярно плоскости листа.

Магнитное поле соленоида:

21. Явление электромагнитной индукции. Закон электромагнитной индукции Фарадея.

Электромагнитная индукция — явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, проходящего через него.

Электромагнитная индукция была открыта Майклом Фарадеем 29 августа 1831 года. Он обнаружил, что электродвижущая сила, возникающая в замкнутом проводящем контуре, пропорциональна скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром. Величина электродвижущей силы (ЭДС) не зависит от того, что является причиной изменения потока — изменение самого магнитного поля или движение контура (или его части) в магнитном поле. Электрический ток, вызванный этой ЭДС, называется индукционным током.

Закон электромагнитной индукции Фарадея является основным законом электродинамики. Закон гласит:

Для любого замкнутого контура индуцированная электродвижущая сила (ЭДС) равна скорости изменения магнитного потока, проходящего через этот контур.

или другими словами:

Генерируемая ЭДС пропорциональна скорости изменения магнитного потока.