回旋加速器动态可视化教学系统

Cyclotron Particle Motion · Magnetic Field · RF Acceleration
物理教书匠

参数控制 / Config

粒子类型
磁感应强度 B1.20 T
加速电压 U18.0 kV
射频频率偏差0.0%
动画速度1.0x
f = qB / 2πm     r = mv / qB
qvB = mv² / r     ΔEₖ = qU
在 D 形盒内:只有磁场,粒子做匀速圆周运动。
在中央狭缝内:受到电场力,做近似匀加速直线运动;由近似零速开始,离开狭缝边缘后,下一段圆弧半径由新的速度决定。
粒子动能
0.16 MeV
当前圆周半径
13.8 cm
过缝次数
0
状态:D 形盒内只有磁场,粒子沿圆弧运动

实时数据 / HUD

理论回旋频率
18.3 MHz
当前射频频率
18.3 MHz
出口半径
42 cm
预计最大动能
1.51 MeV

共振匹配度

射频周期 = 回旋周期同步

能量增长曲线

核心物理图像

1.D 形盒内电场被屏蔽,磁场只改变速度方向。

2.粒子在狭缝中做近似匀加速直线运动,速度增大。

3.狭缝中速度连续增大;离开狭缝后,在 D 形盒中以新速度做匀速圆周运动。

4.电场每半个回旋周期反向一次,射频周期与回旋周期一致。