加速器物理课程内容简介

加速器物理课程内容简介

引言高能加速器历史回顾与展望（授课教师：秦庆）第一章高频直线加速器物理（授课教师：刘渭滨）

1.1引言

1.1.1直线加速器的基本特性

1.1.2直线加速器的应用

1.2电子直线加速器

1.2.1高频直线加速原理

1.2.2加速结构的主要物理参量

1.2.3等阻抗加速结构

1.2.4等梯度加速结构

1.2.5驻波加速结构

1.2.6予注入器

1.2.7高功率脉冲压缩

1.2.8纵向运动*

1.2.9横向运动*

1.2.10发射度，接受度和束流匹配

1.2.11高能强流电子直线注入器的束流物理

（*）纵向运动和横向运动两节，包括电子和质子直线加速器。

1.2.12 能量回收直线加速器

1.2.13 未来直线对撞机

1.3质子直线加速器

1.3.1渡越时间因子和有效分路阻抗

1.3.2稳定的加速结构

1.3.3高频四极场加速结构

1.3.4漂移管加速结构

1.3.5耦合腔加速结构

1.3.6高功率质子直线加速器

第二章高能环形加速器物理（授课教师：秦庆）

2.1引言

2.1.1环形加速器简介

2.1.2必备知识简要回顾

2.2横向线性运动

2.2.1横向聚焦的必要性和横向振荡的稳定性

2.2.2强聚焦原理及稳定性判据

2.2.3横向运动方程

2.2.4Hill’s方程的解及Twiss参数

2.2.5发射度和接受度

2.2.6动量分散

2.3纵向束流动力学

2.3.1加速方法

2.3.2相稳定

2.3.3绝热阻尼和纵向发射度

2.4误差效应

2.4.1二极场误差及其校正

2.4.2四极场误差及其校正

2.4.3色品及其校正

2.4.4磁铁的安装误差

2.4.5共振线图及高阶场

2.4.6横向共振

2.4.7横向线性耦合

2.4.8动力学孔径

2.4.9误差的应用

2.5同步辐射

2.5.1能量振荡

2.5.2粒子的辐射及振荡阻尼

2.5.3量子激发和束团的平衡尺寸（横向）

2.5.4Vlasov方程与束团的纵向尺寸

2.5.5同步辐射积分

2.5.6同步辐射光源的磁聚焦结构

2.6对撞机初步

2.6.1对撞亮度

2.6.2束束相互作用

2.6.3正负电子对撞机设计初步

第三章高能加速器中的束流集体效应（授课教师：秦庆）

3.1引言

3.1.1加速器中的粒子运动稳定性

3.1.2加速器中的束流运行稳定性

3.1.3束流集体效应现象观测

3.2束流尾场和耦合阻抗

3.2.1束流尾场

3.2.2耦合阻抗

3.2.3损失参数

3.2.4耦合阻抗的测量和计算

3.2.5阻抗模型

3.3单束流不稳定性

3.3.1纵向Robinson不稳定性

3.3.2强头尾不稳定性

3.3.3直线加速器中的束流不稳定性

3.3.4对撞机中的束团纵向相干振荡

3.4扰动分析方法

3.4.1Vlasov方程及其线性化

3.4.2束团头尾不稳定性

3.4.3多束团耦合不稳定性

3.4.4束团拉伸效应

3.5双流不稳定性

3.5.1电子云不稳定性

3.5.2快离子不稳定性

3.5.3离子俘获效应

3.5.4束流微粒效应

3.6束流不稳定性的抑制

3.6.1储存环中的阻尼效应

3.6.2朗道阻尼

3.6.3束流反馈

3.7束流寿命

3.7.1束流与束流管道中残余气体的相互作用

3.7.2量子寿命

3.7.3托歇克寿命

3.7.4对撞寿命

3.7.5束流总寿命

主要参考书目：

1.T. Wangler, “Principles of RF Linear Accelerators”, Wiley, 1998.

2.王书鸿等，《质子直线加速器》，原子能出版社，1986年。

3.姚充国，《电子直线加速器》，科学出版社，1983年。

4. D. Edwards, M. Syphers,“An Introduction to the Physics of High Energy

Accelerators”, Wiley, 1993.

5.M. Sands,“The Physics of Electron Storage Rings – An Introdu ction”, SLAC-121,

1970.

6. E.D. Courant, H. Synder, “Theory of the Alternating Gradient Synchrotron”, Ann.

Phys. 3, 1 (1958).

7.S. Turner (ed.) “Theoretical Aspects of the Behaviour of Beams in Accelerators

and Storage Rings”, CERN 77-13, 1977.

8.A. Chao, “Physic s of Collective Beam Instabilities in High Energy Accelerators,

Wiley, 1993.

新版《普通高中物理课程标准》解读.pdf

《普通高中物理课程标准》解读 一、修订背景 1.研究制订学生发展核心素养体系和学业质量标准。 ——源于2014年教育部的文件《关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》，文件研究提出各学段学生发展核心素养体系，对正在修订的《高中课程标准》明确要求，要把学科核心素养贯穿始终。 2.减轻中小学生课业负担;开发特色课程。 ——2010年国务院审议通过的《国家中长期教育改革和发展规划纲要》(2010-2020年)，刚要中提出要切实减轻中小学生课业负担，开发特色课程，本次修订也贯彻了该刚要的精神。 3.课改实验十余年的成果和经验积累。 04开始，宁夏等四省区率先开始新课程改革，之后全国其他省市相继进入课改，到17年经历了十余年的实践，新的教学理念、教学方式已深入人心，这一轮的课改积累了大量的成功经验，也发现了一些问题，对这些问题有了新的、科学的认识，对新课标的修订给出依据。 4.国际科学教育的最新发展(学习进阶、核心概念、STEM教育……) 1997年国际经济合作与发展组织率先提出核心素养，引发世界范围内的广泛关注，联合国教科文组织，欧盟、美国等进行了研究，我国也是同样，这次修订可以说是与世界同步。 本次修订物理课标内容和变化有哪些？→▲▲ 二、物理课标的修订的主要内容和变化 (一)关于课程方案 1.进一步明确了普通高中教育的定位。 普通高中的培养目标是进一步提升学生综合素质，着力发展核心素养。 2.进一步优化了课程结构。 (1)将课程类别调整为必修课程、选择性必修课程和选修课程; (2)进一步明确了各类课程的功能定位，与高考综合改革相衔接。 (二)关于学科课程标准 1.学科核心素养贯穿始终

高中物理回旋加速器

高中物理回旋加速器 一．选择题（共4小题） 1．在回旋加速器中（） A．D形盒内有匀强磁场，两D形盒之间的窄缝有高频电源产生的电场 B．两D形盒之间的窄缝处有场强大小、方向不变的匀强电场 C．高频电源产生的电场用来加速带电粒子 D．带电粒子在D形盒中运动时，磁场力使带电粒子速度增大 2．在回旋加速器中（） A．D形盒内有匀强磁场，两D形盒之间的窄缝有高频电源产生的电场 B．两D形盒之间的窄缝处有场强大小、方向不变的匀强电场 C．高频电源产生的电场用来使带电粒子做圆周运动 D．带电粒子在D形盒中运动时，磁场力使带电粒子加速 3．关于回旋加速器的说法正确的是（） A．回旋加速器是利用磁场对运动电荷的作用使带电粒子的速度增大的 B．回旋加速器是通过多次电场加速使带电粒子获得高能量的 C．粒子在回旋加速器中不断被加速，故在磁场中做圆周运动一周所用时间越来越小D．若加速电压提高到4倍，其它条件不变，则粒子获得的最大速度就提高到2倍4．回旋加速器由下列哪一位物理学家发明（） A．洛伦兹B．奥斯特C．劳伦斯D．安培 二．填空题（共1小题） 5．回旋加速器的D型金属盒半径为R，两D型盒间电压为U，电场视为匀强电场，用来加速质量为m，电荷量为q的质子，使质子由静止加速到能量为E后，由小孔射出．（设质子每次经过电场加速后增加相同的能量）求： （1）加速器中匀强磁场B的大小． （2）加速到上述能量所需的回旋次数． （3）加速到上述能量所需时间．（不计经过电场的时间）

三．解答题（共1小题） 6．如图回旋加速器D形盒的半径为r，匀强磁场的磁感应强度为B．一个质量了m、电荷量为q的粒子在加速器的中央从速度为零开始加速． （1）求该回旋加速器所加交变电场的频率； （2）求粒子离开回旋加速器时获得的动能； （3）有同学想自利用该回旋加速器直接对质量为m、电量为2q的粒子加速．能行吗？行，说明理由；不行，提出改进方案．

2017年高中物理课程标准解读

普通高中课程标准（2017年版）解读专辑编者按：2018年1月，教育部 印发了语文等14门学科的普通高中课程标准（2017年版），并将于今年秋季 开始执行。普通高中课程标准（2017年版）在文本结构、内容及其实施要求等 方面进行了哪些改进和完善？其主要的变化有哪些？这些变化基于什么样的 教育现实展开，凝结着修订组什么样的教育思考？这些变化又将对今后的高中 各科教学产生什么样的影响？为了更好地促进读者深入理解普通高中课程标（2017年版），我刊约请包括课标修订组负责人、核心成员等在内的专家学者 对各学科课标进行了分析解读。 实现物理课程功能促成学生素养发展 ———《普通高中物理课程标准（2017年版）》问题探讨 《普通高中物理课程标准（2017年版）》修订组负责人/廖伯琴 莆田第一中学/陈国文 2017年版”）。整体上看，高中课标2017年版进一步强化了物理学科的育人功能，思想性、科学性、时代性、整体性均明显增强。高中课标2017年版公 布后，莆田第一中学陈国文老师第一时间研读、梳理出一线教师关注的若干问题。以下是陈国文老师与廖伯琴教授的对话整理。 问题1：高中课标2017年版有哪些亮点？ 按照教育部统一部署，高中物理课程标准修订组对2003年由教育部颁布的《普 通高中物理课程标准（实验）》（以下统称“高中课标实验版”）进行修订， 总体讲，修订后的高中课程标准有以下变化。 一是凝练物理学科核心素养，凸显物理课程的育人功能。根据国际比较、国内调研，以及关于物理课程功能的探索等，修订组经过认真研究、反复讨论，凝练出的高中物理学科核心素养，主要包含“物理观念”“科学思维”“实验探究”“科学态度与责任”四个方面，其中“物理观念”含有物质观念、运动与相互作用观念及能量观念；“科学思维”含有模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新要素；“科学探究”含有问题、证据、解释、交流要素；“科学态度与责任”含有科学本质、科学态度、社会责任要素。 二是优化高中课程结构，注重课程基础性、系统性与选择性。本次修订既注重课程的基础性，为全体学生发展、国民科学素养提升设计必修课程，又注重课程的系统性与选择性，为国家物理人才的培养、学生有个性的发展设计选择性必修和选修课程。高中物理必修课程由必修1、必修2和必修3构成，是全体学生必须学习的课程，学生学完必修课程可参加学业水平合格性考试；选择性必修课程由选择性必修1、选择性必修2和选择性必修3构成，是学生根据个人需求与升学要 求选择学习的课程，对那些拟参加物理学科学业水平等级性考试的学生则是必须学习的课程；选修课程由选修1、选修2和选修3构成，分别侧重物理学与社会 发展、物理学与技术应用及近代物理学初步等方面的内容，由学校或地方自主开

高中物理速度选择器和回旋加速器解题技巧(超强)及练习题

高中物理速度选择器和回旋加速器解题技巧(超强)及练习题 一、速度选择器和回旋加速器 1．如图所示，水平放置的两平行金属板间存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场。已知两板间的电势差为U ，距离为d ；匀强磁场的磁感应强度为B ，方向垂直纸面向里。一质量为m 、电荷量为q 的带电粒子从A 点沿水平方向射入到两板之间，恰好沿直线从M 点射出；如果撤去磁场，粒子从N 点射出。M 、N 两点间的距离为h 。不计粒子的重力。求： （1）匀强电场场强的大小E ； （2）粒子从A 点射入时的速度大小v 0； （3）粒子从N 点射出时的动能E k 。 【答案】（1）电场强度U E d =；（2）0U v Bd =；（3）2 222k qUh mU E d B d =+ 【解析】 【详解】 （1）电场强度U E d = （2）粒子做匀速直线运动，电场力与洛伦兹力大小相等，方向相反，有：0qE qv B = 解得0E U v B Bd = = （3）粒子从N 点射出，由动能定理得：2012 k qE h E mv ?=- 解得2 222k qUh mU E d B d =+ 2．如图所示，一束质量为m 、电荷量为q 的粒子，恰好沿直线从两带电平行板正中间通过，沿圆心方向进入右侧圆形匀强磁场区域，粒子经过圆形磁场区域后，其运动方向与入射方向的夹角为θ(弧度)．已知粒子的初速度为v 0，两平行板间与右侧圆形区域内的磁场的磁感应强度大小均为B ，方向均垂直纸面向内，两平行板间距为d ，不计空气阻力及粒子重力的影响，求： (1)两平行板间的电势差U ；

(2)粒子在圆形磁场区域中运动的时间t； (3)圆形磁场区域的半径R． 【答案】(1)U=Bv0d；（2） m qB θ ；（3）R= tan 2 mv qB θ 【解析】 【分析】 （1）由粒子在平行板间做直线运动可知洛伦兹力和电场力平衡，可得两平行板间的电势差． （2）在圆形磁场区域中，洛伦兹力提供向心力，找到转过的角度和周期的关系可得粒子在圆形磁场区域中运动的时间． （3）)由几何关系求半径R． 【详解】 (1)由粒子在平行板间做直线运动可知，Bv0q=qE，平行板间的电场强度E= U d ，解得两平行板间的电势差：U=Bv0d (2)在圆形磁场区域中，由洛伦兹力提供向心力可知： Bv0q=m 2 v r 同时有T= 2r v π 粒子在圆形磁场区域中运动的时间t= 2 θ π T 解得t= m Bq θ (3)由几何关系可知：r tan 2 θ =R 解得圆形磁场区域的半径R=0 tan 2 mv qB θ 3．如图为质谱仪的原理图。电容器两极板的距离为d，两板间电压为U，极板间的匀强磁场的磁感应强度为B1,方向垂直纸面向里。一束带电量均为q但质量不同的正粒子从图示方

直线加速器(LA)物理师专业考试大纲

2010年医用设备使用人员业务能力考评直线加速器（LA）物理师专业考试大纲 （含伽玛刀物理内容） （2009年版） 中华人民共和国卫生部 人才交流服务中心

说明 为更好地贯彻落实《大型医用设备管理办法》（卫规财发[2004]474号文）精神，中华医学会和卫生部人才交流服务中心自2004年开始分别组织对全国医用设备使用人员进行培训和专业技术知识统一考试。 为使应试者了解考试范围，卫生部人才交流服务中心组织有关专家编写了《全国医用设备资格考试大纲》，作为应试者备考的依据。考试大纲中用黑线标出的为重点内容，命题以考试大纲的重点内容为主。

全国医用设备资格考试 直线加速器（LA）物理师专业考试大纲 （含伽玛刀物理内容） 第一章放射物理基础 1.1 介绍 基本物理常数重要推导物理常数物理量和单位四种基本作用力基本粒子非电离辐射和电离辐射光子致电离辐射质能关系辐射量和单位 1.2 原子与原子核结构 原子结构组成和特性卢瑟福原子模型玻尔氢原子模型及四个假定玻尔氢原子模型能级结构多电子原子壳层模型核结构核反应放射性放射性活度放射性衰变衰变常数半衰期比放射性活度平均寿命递次衰变核素活化放射性衰变方式及特点 1.3 电子相互作用 电子与轨道电子相互作用电子与原子核相互作用阻止本领总质量能量阻止本领质量阻止本领质量碰撞阻止本领质量辐射阻止本领限制性阻止本领质量散射本领传能线密度 1.4 光子相互作用 间接电离光子辐射光子束衰减性质半价层十分之一价层线性衰减系数质量衰减系数原子和电子衰减系数能量转移系数能量吸收系数光子相互作用类型光电效应相干（瑞利）散射康普顿效应对效应光致核反应各种效应的相对优势 第二章剂量学原则，量和单位 2.2 光子注量和能量注量 粒子注量能量注量粒子注量率能量注量率粒子注量谱能量注量谱； 2.3 比释动能 比释动能 2.4 CEMA Cema 2.5 吸收剂量

高考物理速度选择器和回旋加速器题20套(带答案)

高考物理速度选择器和回旋加速器题20套(带答案) 一、速度选择器和回旋加速器 1．图中左边有一对水平放置的平行金属板，两板相距为d ，电压为U 0，两板之间有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B 0．图中右边有一半径为R 的圆形匀强磁场区域，磁感应强度大小为B 1，方向垂直于纸面朝外．一束离子垂直磁场沿如图路径穿出，并沿直径MN 方向射入磁场区域，最后从圆形区域边界上的P 点射出，已知图中θ=60o ，不计重力，求 （1）离子到达M 点时速度的大小； （2）离子的电性及比荷q m ． 【答案】（1）00U dB （2）0 0133U dB B R 【解析】 （1）离子在平行金属板之间做匀速直线运动， 由平衡条件得：qvB 0=qE 0 已知电场强度：0 0U E d = 联立解得：0 U v dB = （2）根据左手定则，离子束带负电 离子在圆形磁场区域做匀速圆周运动，轨迹如图所示： 由牛顿第二定律得：2 1mv qvB r = 由几何关系得：3r R =

01 3 3 U q m dB B R = 点睛：在复合场中做匀速直线运动，这是速度选择器的原理，由平衡条件就能得到进入复合场的速度．在圆形磁场区域内根据偏转角求出离子做匀速圆周运动的半径，从而求出离子的比荷，要注意的是离开磁场时是背向磁场区域圆心的． 2．如图所示，一束质量为m、电荷量为q的粒子，恰好沿直线从两带电平行板正中间通过，沿圆心方向进入右侧圆形匀强磁场区域，粒子经过圆形磁场区域后，其运动方向与入射方向的夹角为θ(弧度)．已知粒子的初速度为v0，两平行板间与右侧圆形区域内的磁场的磁感应强度大小均为B，方向均垂直纸面向内，两平行板间距为d，不计空气阻力及粒子重力的影响，求： (1)两平行板间的电势差U； (2)粒子在圆形磁场区域中运动的时间t； (3)圆形磁场区域的半径R． 【答案】(1)U=Bv0d；（2） m qB θ ；（3）R=0 tan 2 mv qB θ 【解析】 【分析】 （1）由粒子在平行板间做直线运动可知洛伦兹力和电场力平衡，可得两平行板间的电势差． （2）在圆形磁场区域中，洛伦兹力提供向心力，找到转过的角度和周期的关系可得粒子在圆形磁场区域中运动的时间． （3）)由几何关系求半径R． 【详解】 (1)由粒子在平行板间做直线运动可知，Bv0q=qE，平行板间的电场强度E= U d ，解得两平行板间的电势差：U=Bv0d (2)在圆形磁场区域中，由洛伦兹力提供向心力可知： Bv0q=m 2 v r 同时有T= 2r v π 粒子在圆形磁场区域中运动的时间t= 2 θ π T

高中物理速度选择器和回旋加速器专项练习及解析

高中物理速度选择器和回旋加速器专项练习及解析 一、速度选择器和回旋加速器 1．如图所示，虚线O 1O 2是速度选择器的中线，其间匀强磁场的磁感应强度为B 1，匀强电场的场强为E （电场线没有画出）。照相底片与虚线O 1O 2垂直，其右侧偏转磁场的磁感应强度为B 2。现有一个离子沿着虚线O 1O 2向右做匀速运动，穿过照相底片的小孔后在偏转磁场中做半径为R 的匀速圆周运动，最后垂直打在照相底片上（不计离子所受重力）。 (1)求该离子沿虚线运动的速度大小v ； (2) 求该离子的比荷 q m ； (3)如果带电量都为q 的两种同位素离子，沿着虚线O 1O 2射入速度选择器，它们在照相底片的落点间距大小为d ，求这两种同位素离子的质量差△m 。 【答案】(1)1E v B =；(2)12q E m RB B =；(3)122B B qd m E ?= 【解析】 【分析】 【详解】 (1)离子沿虚线做匀速直线运动，合力为0 Eq =B 1qv 解得 1 E v B = (2)在偏转磁场中做半径为R 的匀速圆周运动，所以 2 2mv B qv R = 解得 12 q E m RB B = (3)设质量较小的离子质量为m 1，半径R 1；质量较大的离子质量为m 2，半径为R 2 根据题意 R 2=R 1+ 2 d 它们带电量相同，进入底片时速度都为v ，得

2 121 m v B qv R = 2 222 m v B qv R = 联立得 22121()B q m m m R R v ?=-= - 化简得 122B B qd m E ?= 2．如图所示，水平放置的两平行金属板间存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场。已知两板间的电势差为U ，距离为d ；匀强磁场的磁感应强度为B ，方向垂直纸面向里。一质量为m 、电荷量为q 的带电粒子从A 点沿水平方向射入到两板之间，恰好沿直线从M 点射出；如果撤去磁场，粒子从N 点射出。M 、N 两点间的距离为h 。不计粒子的重力。求： （1）匀强电场场强的大小E ； （2）粒子从A 点射入时的速度大小v 0； （3）粒子从N 点射出时的动能E k 。 【答案】（1）电场强度U E d =；（2）0U v Bd =；（3）2 222k qUh mU E d B d =+ 【解析】 【详解】 （1）电场强度U E d = （2）粒子做匀速直线运动，电场力与洛伦兹力大小相等，方向相反，有：0qE qv B = 解得0E U v B Bd = = （3）粒子从N 点射出，由动能定理得：2012 k qE h E mv ?=- 解得2 222k qUh mU E d B d =+

全国医用设备资格考试直线加速器(LA)物理师专业考试大纲

全国医用设备资格考试 直线加速器（LA）专业考试大纲 第一章放射物理基础 1.1 介绍 基本物理常数重要推导物理常数物理量和单位四种基本作用力基本粒子非电离辐射和电离辐射光子致电离辐射质能关系辐射量和单位 1.2 原子与原子核结构 原子结构组成和特性卢瑟福原子模型玻尔氢原子模型及四个假定玻尔氢原子模型能级结构多电子原子壳层模型核结构核反应放射性放射性活度放射性衰变衰变常数半衰期比放射性活度平均寿命递次衰变核素活化放射性衰变方式及特点 1.3 电子相互作用 电子与轨道电子相互作用电子与原子核相互作用阻止本领总质量能量阻止本领质量阻止本领质量碰撞阻止本领质量辐射阻止本领限制性阻止本领质量散射本领传能线密度1.4 光子相互作用 间接电离光子辐射光子束衰减性质半价层十分之一价层线性衰减系数质量衰减系数原子和电子衰减系数能量转移系数能量吸收系数光子相互作用类型光电效应相干（瑞利）散射康普顿效应对效应光致核反应各种效应的相对优势 第二章剂量学原则，量和单位 2.2 光子注量和能量注量 粒子注量能量注量粒子注量率能量注量率粒子注量谱能量注量谱； 2.3 比释动能 比释动能 2.4 CEMA Cema 2.5 吸收剂量 吸收剂量 2.6 阻止本领 阻止本领阻止本领比线性阻止本领质量阻止本领非限制性质量碰撞阻止本领限制性质量碰撞阻止本领软性碰撞硬性碰撞 2.7 不同剂量学量间的关系 能量注量和比释动能的关系碰撞比释动能辐射比释动能总比释动能 注量和吸收剂量的关系比释动能和吸收剂量的关系碰撞比释动能和照射量的关系

2.8 空腔理论 Bragg-Gray 空腔理论Spencer－Attix 空腔理论Burlin 空腔理论 第三章辐射剂量计 3.1 介绍 辐射剂量计及剂量测量 3.2 剂量计的特点 准确度精确度不确定度测量误差A类标准不确定度B类标准不确定度、合成不确定度展伸不确定度剂量响应线性剂量率的依赖性能量依赖性方向依赖性空间分辨率和物理尺寸数据读出的方便性使用的方便性 3.3 电离室剂量测定系统 电离室辐射束校准电离室的基本结构及特性静电计圆柱形电离室平行板电离室近距离治疗电离室（井形电离室或凹形电离室）外推电离室 3.4 胶片剂量计 透明度光学密度剂量-OD曲线胶片的gamma 宽容度感光度、辐射显色胶片 3.5 发光剂量计 发光现象光致发光空穴储存陷阱复合中心热释光剂量计工作原理光致荧光剂量测量系统 3.6 半导体剂量计 硅半导体剂量测量系统MOSFET剂量测量系统 3.7 其它剂量测量系统 丙胺酸/电子顺磁共振剂量测量系统塑料闪烁体剂量测量系统金刚石剂量计凝胶剂量测量系统 3.8 一级标准 一级标准空气比释动能的一级标准水吸收剂量的一级标准水量热计离子浓度测量标准化学剂量测定标准Fricke剂量计辐射化学产额量热法标准石墨量热计 3.9 常用剂量测定系统的总结 四种常用剂量计系统的主要优点与缺点 第四章辐射监测仪器 4.1 介绍 外照射检测辐射监测的范围 4.2 辐射监测中用到的量 环境剂量当量定向剂量当量个人剂量当量 4.3 场所辐射测量仪

高中物理速度选择器和回旋加速器试题经典及解析

高中物理速度选择器和回旋加速器试题经典及解析 一、速度选择器和回旋加速器 1．某一具有速度选择器的质谱仪原理如图所示，A 为粒子加速器，加速电压为U 1；B 为速度选择器，磁场与电场正交，电场方向向左，两板间的电势差为U 2，距离为d ；C 为偏转分离器，磁感应强度为B 2，方向垂直纸面向里。今有一质量为m 、电荷量为e 的正粒子（初速度忽略，不计重力），经加速后，该粒子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动，打在照相底片D 上。求： (1)磁场B 1的大小和方向 (2)现有大量的上述粒子进入加速器A ，但加速电压不稳定，在11U U -?到11U U +?范围内变化，可以通过调节速度选择器两板的电势差在一定范围内变化，使得加速后的不同速度的粒子都有机会进入C ，则打在照相底片D 上的宽度和速度选择器两板的电势差的变化范围。 【答案】（1）2112U m B d U e = 2）()()11112222m U U m U U D B e e +?-?=，()11min 1 U U U U U -?=() 11max 1 U U U U U +?=【解析】 【分析】 【详解】 （1）在加速电场中 2112 U e mv = 12U e v m = 在速度选择器B 中

2 1U eB v e d = 得 1B = 根据左手定则可知方向垂直纸面向里； （2）由可得加速电压不稳后获得的速度在一个范围内变化，最小值为 1v = 1 12 mv R eB = 最大值为 2v = 2 22 mv R eB = 打在D 上的宽度为 2122D R R =- 22D B = 若要使不同速度的粒子都有机会通过速度选择器，则对速度为v 的粒子有 1U eB v e d = 得 U=B 1vd 代入B 1 得 2U U = 再代入v 的值可得电压的最小值 min U U =最大值 max U U =

高中物理速度选择器和回旋加速器技巧和方法完整版及练习题及解析

高中物理速度选择器和回旋加速器技巧和方法完整版及练习题及解析 一、速度选择器和回旋加速器 1．如图所示，虚线O 1O 2是速度选择器的中线，其间匀强磁场的磁感应强度为B 1，匀强电场的场强为E （电场线没有画出）。照相底片与虚线O 1O 2垂直，其右侧偏转磁场的磁感应强度为B 2。现有一个离子沿着虚线O 1O 2向右做匀速运动，穿过照相底片的小孔后在偏转磁场中做半径为R 的匀速圆周运动，最后垂直打在照相底片上（不计离子所受重力）。 (1)求该离子沿虚线运动的速度大小v ； (2) 求该离子的比荷 q m ； (3)如果带电量都为q 的两种同位素离子，沿着虚线O 1O 2射入速度选择器，它们在照相底片的落点间距大小为d ，求这两种同位素离子的质量差△m 。 【答案】(1)1E v B =；(2)12q E m RB B =；(3)122B B qd m E ?= 【解析】 【分析】 【详解】 (1)离子沿虚线做匀速直线运动，合力为0 Eq =B 1qv 解得 1 E v B = (2)在偏转磁场中做半径为R 的匀速圆周运动，所以 2 2mv B qv R = 解得 12 q E m RB B = (3)设质量较小的离子质量为m 1，半径R 1；质量较大的离子质量为m 2，半径为R 2 根据题意 R 2=R 1+ 2 d 它们带电量相同，进入底片时速度都为v ，得

2 121 m v B qv R = 2 222 m v B qv R = 联立得 22121()B q m m m R R v ?=-= - 化简得 122B B qd m E ?= 2．某粒子源向周围空间辐射带电粒子，工作人员欲通过质谱仪测量粒子的比荷，如图所示，其中S 为粒子源，A 为速度选择器，当磁感应强度为B 1，两板间电压为U ，板间距离为d 时，仅有沿轴线方向射出的粒子通过挡板P 上的狭缝进入偏转磁场，磁场的方向垂直于纸面向外，磁感应强度大小为B 2，磁场右边界MN 平行于挡板，挡板与竖直方向夹角为α，最终打在胶片上离狭缝距离为L 的D 点，不计粒子重力。求： （1）射出粒子的速率； （2）射出粒子的比荷； （3）MN 与挡板之间的最小距离。 【答案】（1）1U B d （2）22cos v B L α（3）(1sin )2cos L αα - 【解析】 【详解】 （1）粒子在速度选择器中做匀速直线运动， 由平衡条件得： qυB 1＝q U d 解得υ＝1U B d ； （2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，运动轨迹如图所示：

高中物理速度选择器和回旋加速器技巧(很有用)及练习题

高中物理速度选择器和回旋加速器技巧(很有用)及练习题 一、速度选择器和回旋加速器 1．某一具有速度选择器的质谱仪原理如图所示，A为粒子加速器，加速电压为U1；B为速度选择器，磁场与电场正交，电场方向向左，两板间的电势差为U2，距离为d；C为偏转分离器，磁感应强度为B2，方向垂直纸面向里。今有一质量为m、电荷量为e的正粒子（初速度忽略，不计重力），经加速后，该粒子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动，打在照相底片D上。求： (1)磁场B1的大小和方向 (2)现有大量的上述粒子进入加速器A，但加速电压不稳定，在11 U U -?到 11 U U +?范围内变化，可以通过调节速度选择器两板的电势差在一定范围内变化，使得加速后的不同速度的粒子都有机会进入C，则打在照相底片D上的宽度和速度选择器两板的电势差的变化范围。 【答案】（1）2 1 1 2 U m B d U e =2） ()() 1111 2 22 2m U U m U U D B e e +?-? =， () 11 min 1 U U U U U -? = () 11 max 1 U U U U U +? = ] 【解析】 【分析】 【详解】 （1）在加速电场中 2 1 1 2 U e mv = 1 2U e v m = 在速度选择器B中

2 1U eB v e d = \ 得 1B = 根据左手定则可知方向垂直纸面向里； （2）由可得加速电压不稳后获得的速度在一个范围内变化，最小值为 1v = 1 12 mv R eB = 最大值为 2v = \ 222 mv R eB = 打在D 上的宽度为 2122D R R =- 22D B = 若要使不同速度的粒子都有机会通过速度选择器，则对速度为v 的粒子有 1U eB v e d = 得 U=B 1vd 【 代入B 1得 2U U = 再代入v 的值可得电压的最小值 min U U =最大值 max U U =

物理课标与教材分析报告

物理课标与教材分析报告 1.课程标准研究： 《普通高中物理课程标准（实验）》中要求学生经历一些科学探究活动，初步了解物理学的特点和研究方法，体会物理学在生活和生产中的应用以及对社会发展的影响，同时为下一步选学模块做准备。 从教纲、考纲上看，匀速圆周运动是高中物理教学大纲上一个重要内容。在高考中，匀速圆周运动的向心加速度和向心力分别作为一级考点、二级考点。知识与技能要求是：理解向心力的来源。目标要求是：掌握向心力和向心加速度的计算公式。 可见向心力和向心加速度在高中的课程中是比较重要的，也是考试常考的内容。 在高考中的地位，从近几年高考试题分布上看，通过对比四川高考卷和全国课标卷的考题，也可以看出匀速圆周运动的重要性。 2.教科书分析： 1)从目前我们四川使用的教科版教科书来看，向心力和向心加速度放在必修2第2章第2 节，上承抛体运动下接万有引力定律。教材开始就通过一个小的活动来感受向心力。

紧接着通过生活实例引出向心力的概念，然后交流讨论力的大小和方向等等。 通过实验探究，如下图的实验装置来给出向心力的大小。 最后再根据牛顿第二定律引出向心加速度，并由“神州”五号飞船为例题，应用向心力，向心加速度来结尾。 在整过过程中，逻辑清晰，思维严密，值得注意的是整节涉及了大量的实验，和交流讨论，目的是为了加强学生的思考动手能力，而不是被动的接受知识点。 2)再来看人教版的教科书。向心加速度和向心力同样是放在必修2，但是人教版把向心加

速度和向心力分为2节的内容来讲，并且是先讲的向心加速度，然后再讲的向心力。人教版也是首先通过实际生活，小实验来给出向心加速度的定义和公式。 然后是思考讨论，加上大量的作业题型。 下一节讲向心力的时候，人教版是先给出向心力的定义公式，然后再用圆锥摆验证。 后面同样有大量的作业题型和实验。 3)最后再来分析一下沪科版教材。在沪科版中，向心力和向心加速度同样是放在必修2 之中，但是没有分别作为一节单独来讲，而是放在了圆周运动中。同样是运用大量实验，通过学生的交流讨论得出或者验证结论，最后用习题巩固知识点。 从三个不同版本的教材来看，在向心力和向心加速度这两个知识点上，作者都是通过大量实验，和学生间的交流讨论，来提高学生的合作思考，动手的能力，把物理理论和实际生活相联系。这也是新课标下学生需要提高的技能。 3.教学案例分析： 下面是江苏省苏州中学老师讲的一堂向心力，向心加速度的课程。我做了如下分析： 上课前，老师先用“水流星”实验和播放自行车比赛的视频来引 入圆周运动中的向心力和向心加速度。提出问题水为什么不倒出来。 然后让同学们思考讨论其中涉及到的运动和力现象。 在引出新课之后，老师又让学生自己动手做教材上“体验手拉绳 的力”这个实验，和展示地球公转的现象。

高中物理速度选择器和回旋加速器技巧(很有用)及练习题及解析

高中物理速度选择器和回旋加速器技巧(很有用)及练习题及解析 一、速度选择器和回旋加速器 1．某一具有速度选择器的质谱仪原理如图所示，A 为粒子加速器，加速电压为U 1；B 为速度选择器，磁场与电场正交，电场方向向左，两板间的电势差为U 2，距离为d ；C 为偏转分离器，磁感应强度为B 2，方向垂直纸面向里。今有一质量为m 、电荷量为e 的正粒子（初速度忽略，不计重力），经加速后，该粒子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动，打在照相底片D 上。求： (1)磁场B 1的大小和方向 (2)现有大量的上述粒子进入加速器A ，但加速电压不稳定，在11U U -?到11U U +?范围内变化，可以通过调节速度选择器两板的电势差在一定范围内变化，使得加速后的不同速度的粒子都有机会进入C ，则打在照相底片D 上的宽度和速度选择器两板的电势差的变化范围。 【答案】（1）2112U m B d U e = 2）()()11112222m U U m U U D B e e +?-?=，()11min 1 U U U U U -?=() 11max 1 U U U U U +?=【解析】 【分析】 【详解】 （1）在加速电场中 2112 U e mv = 12U e v m = 在速度选择器B 中

2 1U eB v e d = 得 1B = 根据左手定则可知方向垂直纸面向里； （2）由可得加速电压不稳后获得的速度在一个范围内变化，最小值为 1v = 1 12 mv R eB = 最大值为 2v = 2 22 mv R eB = 打在D 上的宽度为 2122D R R =- 22D B = 若要使不同速度的粒子都有机会通过速度选择器，则对速度为v 的粒子有 1U eB v e d = 得 U=B 1vd 代入B 1 得 2U U = 再代入v 的值可得电压的最小值 min U U =最大值 max U U =

高中物理速度选择器和回旋加速器及其解题技巧及练习题

高中物理速度选择器和回旋加速器及其解题技巧及练习题 一、速度选择器和回旋加速器 1．如图所示，水平放置的两平行金属板间存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场。已知两板间的电势差为U ，距离为d ；匀强磁场的磁感应强度为B ，方向垂直纸面向里。一质量为m 、电荷量为q 的带电粒子从A 点沿水平方向射入到两板之间，恰好沿直线从M 点射出；如果撤去磁场，粒子从N 点射出。M 、N 两点间的距离为h 。不计粒子的重力。求： （1）匀强电场场强的大小E ； （2）粒子从A 点射入时的速度大小v 0； （3）粒子从N 点射出时的动能E k 。 【答案】（1）电场强度U E d =；（2）0U v Bd =；（3）2 222k qUh mU E d B d =+ 【解析】 【详解】 （1）电场强度U E d = （2）粒子做匀速直线运动，电场力与洛伦兹力大小相等，方向相反，有：0qE qv B = 解得0E U v B Bd = = （3）粒子从N 点射出，由动能定理得：2012 k qE h E mv ?=- 解得2 222k qUh mU E d B d =+ 2．如图所示，半径为R 的圆与正方形abcd 相内切，在ab 、dc 边放置两带电平行金属板，在板间形成匀强电场，且在圆内有垂直纸面向里的匀强磁场．一质量为m 、带电荷量为+q 的粒子从ad 边中点O 1沿O 1O 方向以速度v 0射入，恰沿直线通过圆形磁场区域，并从bc 边中点O 2飞出．若撤去磁场而保留电场，粒子仍从O 1点以相同速度射入，则粒子恰好打到某极板边缘．不计粒子重力．

（1）求两极板间电压U 的大小 （2）若撤去电场而保留磁场，粒子从O 1点以不同速度射入，要使粒子能打到极板上，求粒子入射速度的范围． 【答案】（1）20mv q （2）002121 22 v v v -+≤≤ 【解析】 试题分析：（1）由粒子的电性和偏转方向，确定电场强度的方向，从而就确定了两板电势的高低；再根据类平抛运动的规律求出两板间的电压．（2）先根据有两种场均存在时做直线运动的过程，求出磁感应强度的大小，当撤去电场后，粒子做匀速圆周运动，要使粒子打到板上，由几何关系求出最大半径和最小半径，从而由洛仑兹力提供向心力就能得出最大的速度和最小速度． （1）无磁场时，粒子在电场中做类平抛运动，根据类平抛运动的规律有： 212 R at = ，02R v t =，2qU a Rm = 解得：2 mv U q = （2）由于粒子开始时在电磁场中沿直线通过，则有：02U qv B q R = 撤去电场保留磁场粒子将向上偏转，若打到a 点，如图甲图： 由几何关系有：2r r R = 由洛伦兹力提供向心力有：2 11v qv B m r = 解得：1021 2 v v = 若打到b 点，如图乙所示：

高考物理速度选择器和回旋加速器解题技巧讲解及练习题

高考物理速度选择器和回旋加速器解题技巧讲解及练习题 一、速度选择器和回旋加速器 1．某一具有速度选择器的质谱仪原理如图所示，A 为粒子加速器，加速电压为U 1；B 为速度选择器，磁场与电场正交，电场方向向左，两板间的电势差为U 2，距离为d ；C 为偏转分离器，磁感应强度为B 2，方向垂直纸面向里。今有一质量为m 、电荷量为e 的正粒子（初速度忽略，不计重力），经加速后，该粒子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动，打在照相底片D 上。求： (1)磁场B 1的大小和方向 (2)现有大量的上述粒子进入加速器A ，但加速电压不稳定，在11U U -?到11U U +?范围内变化，可以通过调节速度选择器两板的电势差在一定范围内变化，使得加速后的不同速度的粒子都有机会进入C ，则打在照相底片D 上的宽度和速度选择器两板的电势差的变化范围。 【答案】（1）2112U m B d U e = 2）()()11112222m U U m U U D B e e +?-?=，()11min 1 U U U U U -?=() 11max 1 U U U U U +?=【解析】 【分析】 【详解】 （1）在加速电场中 2112 U e mv = 12U e v m = 在速度选择器B 中

2 1U eB v e d = 得 1B = 根据左手定则可知方向垂直纸面向里； （2）由可得加速电压不稳后获得的速度在一个范围内变化，最小值为 1v = 1 12 mv R eB = 最大值为 2v = 2 22 mv R eB = 打在D 上的宽度为 2122D R R =- 22D B = 若要使不同速度的粒子都有机会通过速度选择器，则对速度为v 的粒子有 1U eB v e d = 得 U=B 1vd 代入B 1 得 2U U = 再代入v 的值可得电压的最小值 min U U =最大值 max U U =

高中物理速度选择器和回旋加速器模拟试题

高中物理速度选择器和回旋加速器模拟试题 一、速度选择器和回旋加速器 1．某一具有速度选择器的质谱仪原理如图所示，A 为粒子加速器，加速电压为U 1；B 为速度选择器，磁场与电场正交，电场方向向左，两板间的电势差为U 2，距离为d ；C 为偏转分离器，磁感应强度为B 2，方向垂直纸面向里。今有一质量为m 、电荷量为e 的正粒子（初速度忽略，不计重力），经加速后，该粒子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动，打在照相底片D 上。求： (1)磁场B 1的大小和方向 (2)现有大量的上述粒子进入加速器A ，但加速电压不稳定，在11U U -?到11U U +?范围内变化，可以通过调节速度选择器两板的电势差在一定范围内变化，使得加速后的不同速度的粒子都有机会进入C ，则打在照相底片D 上的宽度和速度选择器两板的电势差的变化范围。 【答案】（1）2112U m B d U e = 2）()()11112222m U U m U U D B e e +?-?=，()11min 1 U U U U U -?=() 11max 1 U U U U U +?=【解析】 【分析】 【详解】 （1）在加速电场中 2112 U e mv = 12U e v m = 在速度选择器B 中

2 1U eB v e d = 得 1B = 根据左手定则可知方向垂直纸面向里； （2）由可得加速电压不稳后获得的速度在一个范围内变化，最小值为 1v = 1 12 mv R eB = 最大值为 2v = 2 22 mv R eB = 打在D 上的宽度为 2122D R R =- 22D B = 若要使不同速度的粒子都有机会通过速度选择器，则对速度为v 的粒子有 1U eB v e d = 得 U=B 1vd 代入B 1 得 2U U = 再代入v 的值可得电压的最小值 min U U =最大值 max U U =

普通高中物理课程标准变化解读完整版

普通高中物理课程标准 变化解读 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】

2017年《普通高中物理课程标准》变化解读 一、修订背景 1.研究制订学生发展核心素养体系和学业质量标准。 ——《教育部关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》 2.减轻中小学生课业负担;开发特色课程。 ——国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年) 3.课改实验十余年的成果和经验积累。 4.国际科学教育的最新发展(学习进阶、核心概念、STEM教育……) 二、物理课标的修订的主要内容和变化 (一)关于课程方案 1.进一步明确了普通高中教育的定位。 普通高中的培养目标是进一步提升学生综合素质，着力发展核心素养。 2.进一步优化了课程结构。 (1)将课程类别调整为必修课程、选择性必修课程和选修课程; (2)进一步明确了各类课程的功能定位，与高考综合改革相衔接。 (二)关于学科课程标准 1.凝练了学科核心素养 对知识与技能、过程与方法、情感态度价值观三维目标进行了整合。围绕着核心素养的落实，精选、重组了课程内容，明确内容要求，指导教学设计，提出考试评价和教材编写建议。 2.研制了学业质量标准 明确了学生完成本学科学习任务后，学科核心素养应该达到的水平，各水平的关键表现构成评价学业质量的标准。引导教学更加关注育人目的，更加注重培养学生核心素养。 4.课程结构 今年秋季开始，高中物理要分三六九等了：要想拿到高中毕业证，必须参加学业水平考试，物理学科要学习必修模块共三本书;如果参加高考时打算选考物理，要增加选择性必修三本书，这样必修加选择性必修共六本书;如果想继续发展兴趣特长或参加自主招生考试的，还有三本选修教材。也就是说，高中整个学段共有九本书，九九归一才达到高中物理学习的最高境界。 下面是新修订高中物理课程标准整理的高中物理课程结构： (1)变化前是以教材来区分必修、选修，变化后是以知识模块来区分必修、选修。划分更加细致、科学、合理。

高中物理速度选择器和回旋加速器解题技巧讲解及练习题

高中物理速度选择器和回旋加速器解题技巧讲解及练习题 一、速度选择器和回旋加速器 1．如图，空间存在匀强电场和匀强磁场，电场方向为y 轴正方向，磁场方向垂直于xy 平面（纸面）向外，电场E 和磁场B 都可以随意加上或撤除，重新加上的电场或磁场与撤除前的一样。一带正电的粒子质量为m 、电荷量为q 从P (x =0，y =h )点以一定的速度平行于x 轴正向入射。这时若只有磁场，粒子将做半径为R 0的圆周运动；若同时存在电场和磁场，粒子恰好做直线运动．求： （1）若只有磁场，粒子做圆周运动的半径R 0大小； （2）若同时存在电场和磁场，粒子的速度0v 大小； （3）现在，只加电场，当粒子从P 点运动到x =R 0平面（图中虚线所示）时，立即撤除电场同时加上磁场，粒子继续运动，其轨迹与x 轴交于M 点。（不计重力）。粒子到达x =R 0平面时速度v 大小以及粒子到x 轴的距离； （4）M 点的横坐标x M 。 【答案】（1）0mv qB （2）E B （302v ，02R h +（4）2 2000724 M x R R R h h =++-【解析】 【详解】 （1）若只有磁场，粒子做圆周运动有：2 00 qB m R =v v 解得粒子做圆周运动的半径0 0m R qB ν= （2）若同时存在电场和磁场，粒子恰好做直线运动，则有：0qE qB =v 解得粒子的速度0E v B = （3）只有电场时，粒子做类平抛，有： 00y qE ma R v a t v t === 解得：0y v v =

所以粒子速度大小为：22 002y v v v v =+= 粒子与x 轴的距离为：2 0122 R H h at h =+ =+ （4）撤电场加上磁场后，有：2 v qBv m R = 解得：02R R = 粒子运动轨迹如图所示： 圆心C 位于与速度v 方向垂直的直线上，该直线与x 轴和y 轴的夹角均为4 π ，由几何关系得C 点坐标为： 02C x R =, 02 C R y H R h =-=- 过C 作x 轴的垂线，在ΔCDM 中： 02CM R R == 2 C R C D y h ==- 解得：2 2 2 20074 DM CM CD R R h h =-=+-M 点横坐标为：2 2000724 M x R R R h h =+- 2．如图所示的装置，左半部为速度选择器，右半部为匀强的偏转磁场．一束同位素离子（质量为m ，电荷量为＋q ）流从狭缝S 1射入速度选择器，速度大小为v 0的离子能够沿直线通过速度选择器并从狭缝S 2射出，立即沿水平方向进入偏转磁场，最后打在照相底片D 上的A 点处．已知A 点与狭缝S 23L ，照相底片D 与狭缝S 1、S 2的连线平行且距离为L ，忽略重力的影响．则