A ciklotron működése Nagy Sándor honlapjára Nagy Sándor: Nukleáris Címszavak Glosszáriumába, melyhez ez a lap is tartozik A Tékába, mely ehhez hasonló animációkhoz/szimulációkhoz vezet Nagy Sándor webhelyén

Bevezetés a szimulációhoz

Ezen az oldalon egy Java szimulációt láthatunk, mely a Physics2000 webhelyéről töltődik le (szerző: Dr. Martin Goldman). Az osztott korong szürkített részei az ún. D-k, melyekben homogén mágneses tér van: a B mágneses indukció a képernyő síkja mögé mutat. A pozitív töltésű részecske a D-k belsejében nem “érzékeli” a D-k között létesített, periodikusan változó elektromos feszültségkülönbséget, ill. az E térerősséget. Ez csak akkor hat rá, amikor a D-k Faraday-kalickáiból a kettő közötti árnyékolatlan résbe jut. Szerencsés esetben a tér ekkor olyan fázisban van, hogy épp gyorsítja a részecskét. (Restart: újraindítás változatlan paraméterekkel. Clear: az addigi nyomvonal törlése minden egyéb változtatás nélkül.
Amit most lát, az a rollover kép

Kezdeti paraméterekkel

Fedőkép Balra egy rollover fedőképe látszik
Pillanatfelvétel az automatikusan induló szimulációról. A bal felső ábrán a fekete hullám a -val szimbolizált töltött részecske keringési fázisait mutatja az idő függvényében. A szélsőértékekhez helyezett körök a ciklotront jelzik. A színes nyilak a 2 D közötti résnek abból a pontjából erednek, ahol a részecske éppen ki van téve a gyorsító (vagy lassító) elektromos erőtérnek. A nyíl hossza a térerősség nagyságát mutatja, a színe és állása ( ) pedig az irányát. Mivel a részecske az óramutató járásával ellentétesen kering, felül csupa -nak, alul csupa -nak kéne látszania, de a polaritást változtató rf jel (pink hullám) periódusideje (period) és fázisa (phase) nem stimmel.

Rollover kép Húzzuk a kurzort a bal oldali képre, hogy a rollover előjöjjön!
Mint fent, csak a nyomkövetést (tracking) engedélyeztem (enable).

Amit most lát, az a rollover kép

Közel optimális paraméterekkel

Fedőkép Balra egy rollover fedőképe látszik
Az elektromos térerősséget állító rádiófrekvenciás hullám periódusidejét a megfelelő csúszkával úgy kell beállítani, hogy megfeleljen a részecske keringési periódusának. Ilyenkor a kettő aránya (ratio) éppen 1. (A Java készítője nyilván az egyik D bejárását tekintette időegységnek.) Ez azonban még nem elég: fontos az is, hogy a keringés és a térerősség változása szinkronban legyen, azaz a térerősség akkor érje el a maximumát, amikor a részecske a résben van, és az iránya is jó legyen. Ezt az rf fázisának (phase) eltolásával érhetjük el.

Rollover kép Húzzuk a kurzort a bal oldali képre, hogy a rollover előjöjjön!
Mint fent, csak kicsit később. A tér maximumát (amplitude) sem változtattam. Érdemes ezzel is játszadozni. Tanulságos az is, ha megnézzük, mi történik, ha a beállított ciklotron periódusát/fázisát elrontjuk.

A szimuláció

Ennek a szimulációnak nem tesz jót az oldal frissítése. Ha nem jönnek elő a szürke D-k, akkor a böngésző
újraindítása sem segít. Vagy a gépet kell újraindítani, vagy át kell másolni az URL-t egy másfajta böngészőbe.
Persze nem Chrome-ba, mert az semmiféle Java appletet nem futtat már 2015 közepétől.


Vissza Nagy Sándor honlapjára. Releváns |tIt| kínálat: Nukleáris Glosszárium, Asimov Téka