TỪ TRƯỜNG và máy GIA tốc hạt

Định nghĩa Từ trường là 1 dạng của vật chất,tồn tại xung quanh các dòng điện và hạt mang điện chuyển động, thực hiện tương tác giữa các dòng điện.. Bản chấtKhi có dòng điện hay hạt mang

CHỦ ĐỀ 7: TỪ TRƯỜNG VÀ

MÁY GIA TỐC HẠT

I Từ trường

1 Định nghĩa

Từ trường là 1 dạng của vật chất,tồn tại xung quanh các dòng điện và hạt mang điện chuyển động, thực hiện tương tác giữa các dòng điện

Từ trường ống dây dẫn Từ trường thanh nam châm

2 Bản chất

Khi có dòng điện hay hạt mang điện chuyển động trong từ trường chúng sẽ chịu tác dụng lực của từ trường

Trường điện từ

Điện trường

Từ trường

3 Cảm ứng từ (B)

 Là một đại lượng vector, thường được ký hiệu bằng chữ B, đặc trưng cho khả năng tương tác lực của từ trường lên điện tích chuyển động

Biểu thức: F=q.v.B

Độ lớn: B=

Chiều: tuân theo quy tắc Bàn tay phải

F q.v Tesla (T) với 1T= 1W/m2

4 Ứng dụng

Tài liệu tham khảo

Vật lý đại cương A1 (chương 8: Trường tĩnh từ trong chân không) của tg Nguyễn Thị Bé Bảy- Huỳnh Quang Linh- Trần Thị Ngọc Dung

Jackson J.D., Classical Electrodynamics, John Wiley & Sons, 1962

Nguyễn Phúc Thuần, Điện động lực học, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội, 1998

II Máy gia tốc hạt

1 Định nghĩa

 Thiết bị dùng điện trường hay cả điện trường và từ trường

để tăng tốc các hạt tích điện đều được gọi chung là máy gia tốc hạt

nguyên lý hoạt động, cấu tạo, kích thước của các máy gia tốc là khác nhau

Trong vật lý, máy gia tốc đóng vai trò đặc biệt quan trọng, nó được sử dụng trong nghiên cứu các hạt sơ cấp

2 Phân loại máy gia tốc hạt

A Máy gia tốc thẳng

Là loại máy gia tốc cổ

Cho chùm hạt mang điện đi qua một dãy nối tiếp các miền trong đó có điện trường, các hạt mang điện sẽ được tăng tốc nhờ điện trường

các hạt mang điện có thể có năng lượng khoảng vài trăm MeV

Máy gia tốc thẳng Super HILAC

B Máy gia tốc vòng

Máy gia tốc vòng là loại máy gia tốc trong đó các hạt chuyển động theo các đường vòng

từ trường quỹ đạo của hạt

điện trường tăng tốc hạt

Gồm 2 loại

Kiểu cyclotron

Kiểu synchrotron quĩ đạo của các hạt là đường tròn

quĩ đạo của các hạt tích điện là các đường gần giống xoáy ốc phẳng

3 Nguyên tắc hoạt động

A Cyclotron

Các điện cực “D” hút đẩy các hạt với tần số rất

Từ trường thẳng đứng chuyển động với

quỹ đạo tròn trong mỗi hình chữ “D”

Hạt được gia tốc v tăng R quỹ đạo tăng

quỹ đạo là đường xoắn ốc

Hạt

A Cyclotron (tiếp theo)

B Kiểu synchrotron

Quỹ đạo các hạt là đường tròn, không xoắn ốc, và bán kính quỹ đạo thường rất lớn

Người ta phải dùng nhiều nam châm có cảm ứng từ khác nhau

và bố trí theo thứ tự cảm ứng từ tăng dần giữ cho R không tăng

Khi vận tốc hạt tăng B của từ trường tăng tương ứng

giữ R không đổi

Mô hình máy gia tốc

hạt kiểu synchrotron

4 Ứng dụng của máy gia tốc hạt

Trong vài thập kỉ, máy gia tốc Cyclotron là cái nguồn tốt nhất của những chùm năng lượng cao của thí nghiệm vật lý hạt nhân, vài Cyclotron thì vẫn dùng cho nghiên cứu

Cyclotron có thể được dùng để xem xét ung thư Chùm ion từ Cyclotron có thể được dùng, để thâm nhập vào người và diệt khối u ác tính bằng xạ trị

4 Ứng dụng của máy gia tốc hạt (tiếp theo)

Chùm Cyclotron có thể được bắn phá những nguyên tử khác để tìm ra các hạt đồng vị

Dùng máy gia tốc để tạo các gạt có vận tốc cao, sau đó cho các hạt va vào nhau để xem xét các mảnh vỡ của nó và tìm hiểu về các hạt nhỏ hơn (neutrino, higgs, quac, …)