回旋加速器的原理如图所示_回旋加速器的原理

我们知道，在均匀磁场中，带电粒子作匀速圆周运动的周期与速度无关，也就是说，无论粒子运动得多快或多慢，它绕一周的时间总是固定的。利用这一特性，人们发明了粒子回旋加速器。

如图，在D形盒的窄槽中间有一个加速电场，在上下D形盒上加一个垂直于盒面的均匀磁场。带电粒子首先由粒子源发射，经过加速电场后第一加速速度达到v0，然后垂直进入磁场，然后做匀速圆周运动。半个周期后，它们再次到达D盒的窄槽，进入加速电场再次加速，速度达到v1，然后再次进入磁场，以此类推。

通过设置D盒窄缝间电压的频率，使其与粒子的运动周期同步，可以实现粒子每次离开磁场就开始进入加速过程。

随着粒子速度的增加，运动半径逐渐增大，因此D盒的大小成为制约回旋加速器的关键因素。

另外，由于相对论效应，当粒子速度过快接近光速时，回旋加速器就会失效，因为粒子速度的增加导致质量的增加，而粒子的运动周期与质量有关，所以高频电源电压与粒子周期不匹配，从而无法准确实现加速要求。在日常应用中，回旋加速器多用于加速较重的带电粒子，很少用于加速电子等轻粒子。

回旋加速器的应用有很多，考试中的考题多是应用题的形式。只要掌握基本原理，认真审题，一般比较容易评分，无非是比较每次加速后的速度、轨道半径、能量变化。