IL CICLOTRONE DI LAWRENCE (1932)
Il ciclotrone, realizzato in America nel 1932, è un'ingegnosa apparecchiatura che permette di
accelerare protoni o elettroni, applicando loro per un gran numero di volte la stessa d.d.p. Vo,
per cui in ' n ' giri è come se lo ione fosse accelerato con una tensione di valore (n * Vo) .
La d.d.p. Vo è applicata fra i due conduttori di rame aventi la forma di due D, che sono le due
parti di una scatola cilindrica tagliata a metà nella zona diametrale.
Il tutto è sotto vuoto spinto ed è posto fra i poli di un potente elettromagnete.
All'interno delle D il campo elettrico è nullo e vi agisce soltanto il campo magnetico che fa in-
curvare la traiettoria.
Soltanto nel passare da una D all'altra, gli ioni subiscono l'azione della tensione Vo applicata
fra esse.
Ricordando che il raggio di curvatura : r = m * v / (B * q), si capisce che all'aumentare della
velocità ' v 'dello ione, aumenta anche il raggio di curvatura della traiettoria, per cui basta
cambiare il segno della d.d.p. Vo, in sincronia col passaggio dello ione da una D all'altra.
Ciò è possibile grazie al fatto che il tempo impiegato dal singolo ione per fare un giro non
dipende dal raggio della traiettoria, ma solo dal rapporto fra la carica e la massa dello ione e
dall'intensità del campo magnetico B.
Infatti si sa che il periodo T = 2*π * r / v ed essendo r = m*v / ( B*q), risulta :
T = 2*π*m / ( B*q)
Quindi la velocità aumenta in proporzione all'aumento del raggio dell'orbita.
Basterà quindi applicare alle due D del ciclotrone una tensione 'alternata' regolandone la
frequenza ad un valore tale che nel tempo impiegato dallo ione per descrivere mezza circon-
ferenza, si presenti nel corridoio, un campo elettrico concorde.
Lo ione farà così come il povero somaro che vede costantemente una carota davanti al muso
e per tentare di raggiungerla le corre dietro, in cerchio, e .. sempre più veloce.
°°°°°°
Nessun commento:
Posta un commento