Zyklotron und Linearbeschleuniger

FO1105 · Anmeldungsdatum: 13.06.2008 Beiträge: 4 Wohnort: Stuttgart

Hallo,
Ich hab nächste Woche mdl. Abi in Physik und hab als Thema Teilchenbschleuniger!
Ich habe mich auch schon eingearbeitet aber manche Sachen will ich einfach nicht verstehen.

Hier zu meinen Fragen..
1.) Sowohl beim Zyklotron als auch beim linear Beschleuniger werden die geladenen Teilchen in einem bestimmten Bereich beschleunigt.Einmal zwischen den Dees,, in einem Spalt beim Zyklotron, und beim linear beschleuniger jeweils in einem Spalt vor einer Driftröhre. Wie lange diese teilchen aber jeweils beschleunigt werden, habe ich noch nicht rausgefunden.Ist die Beschlunigungszeit abhängig von der größe dieser Spalte??
Also umso größer z.B der Abstand der zwei Dees ist umso länger und dann auch intensiver wird beschleunigt?

2.) Kann man beim Zyklotron berechnen, wie viel Energie bzw. welche Geschwindigkeit je nach Umlauf das Teilchen besitzt und welche Energie, Geschwindigkeit sie maximal erreichen können?

3.) Beim Zyklotron wird ja für jedes Teilchen eine bestimmte Frequenz benötigt. Formel hierfür f= (q*B)/ (2pi*m). Solch eine bestimmte Frequenz muss doch aber auch für einen linear Beschleuniger geben, oder nicht?

Ich hab noch so einige ander Fragen aber für den Moment reicht das sicherlich..
Ich wäre sehr froh wenn mir hier jemand weiterhelfen könnte.
Schonmal DANKE im Voraus!!!
Gruß Freddy

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

FO1105 · Anmeldungsdatum: 13.06.2008 Beiträge: 4 Wohnort: Stuttgart

Hey...Vielen Dank für die Antwort!
Wegen den Fragen:

Wenn die Beschleunigungszeit davon abgängt wie groß der Spalt ist, gibt es dann eine "perfekte" größe für diesen Spalt, weil man wird ja beim zyklotron als auch beim linear Beschleuniger die Abstände nicht einfach so aus dem Bauch heraus wählen.

zu 3.)
Wie heißt dann die Formel für die Frequenz beim linear Beschleuniger??

Gruß Freddy

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Ich würde sagen, die Spaltgröße selbst ist nicht so wichtig. Hauptsache ist wohl eher, dass immer jeweils ein passendes beschleunigendes E-Feld da ist, wenn das Teilchen gerade im Spalt ist.

Oft sind die Spaltbreiten wohl auch einfach so klein, dass die Zeiten, die das Teilchen darin verbringt, im Vergleich zu den Zeiten in den Dees und vielleicht auch in den Driftröhren beim Linearbeschleuniger keine große Rolle spielen.

Wie würdest du die Längen der Driftröhren und Abstände zwischen den Driftröhren bauen und die Frequenz der Beschleunigungsspannung wählen, damit das Teilchen zwischen den Driftröhren immer passend beschleunigt wird? Kannst du damit selber schon eine Formel für die passende Frequenz der Beschleunigungsspannung beim Linearbeschleuniger aufstellen?

FO1105 · Anmeldungsdatum: 13.06.2008 Beiträge: 4 Wohnort: Stuttgart

Also die Driftröhren verlängern sich proportional zu ihrer Anzahl, weil die Geschwindigkeit der geladenen Teilchen auch größer wird. Die Frequenz bleibt aber gleich.
Von der geschwindigkeit und der länge ist die Frequenz also unabhängig aber ich komm da irgendwie auf keine Beziehung...Ich mein die Frequenz ist sicherlich von der Ladung und der Masse der Teilchen abhängig, aber weiter weis ich grad nich.... grübelnd

Ich brauch noch weitere tipps:D

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Mit deinen Überlegungen bin ich soweit einverstanden.

Wenn du dir das ganze mal übersichtlich aufmalst und die ganzen dabei nötigen Größen hinschreibst, dann kannst du dir mit diesen Überlegungen wahrscheinlich gut schon am Ende selbst eine solche Formel für die Beziehung zwischen der Frequenz der Wechselspannung und den anderen Größen herleiten.

Oder du gibst eine Frequenz vor, nimmst eine Anfangsgeschwindigkeit für die Teilchen am Anfang des Linearbeschleunigers an, und überlegst dir dann daraus, wie lang die jeweiligen Driftröhren sein sollten, damit das besonders gut passt.

So etwas mag eine nette Übung sein, mit der du dein Verständnis der ganzen Sache ein bisschen trainieren kannst.

Ich glaube aber eher nicht, dass du für eine Prüfung so eine Formel für so eine Frequenz beim Linearbeschleuniger auswendig wissen musst.

FO1105 · Anmeldungsdatum: 13.06.2008 Beiträge: 4 Wohnort: Stuttgart

Vielen Dank für die Antworten hat mir wirklich geholfen!
Gruß Freddy