Anterior

Q14

La Figura 10 mostra l'estructura d'un LINAC. Les partícules carregades recorren els tubs guia a velocitat constant i són accelerades per un camp elèctric als espais (A, B, C ...) entre els tubs. Suposeu que voleu accelerar un electró.

Figura 10. Estructura interna d'un LINAC (Imatge adaptada de Salters Horners Advanced Physics)

(a) Quan l'electró és al primer tub guia, raoneu quin signe haurà de tenir el segon per tal que l'electró sigui accelerat. Per què ha de canviar la polaritat del segon tub guia una vegada que l'electró hi hagi arribat?

Quan l'electró està al primer tub guis el segon tub tindrà una càrrega positiva per a què l'electró sigui atret i provoqui en ell una acceleració. El tub d'empenta o guia actua com una caixa de Faraday. El camp es commuta mentre la partícula passa el tub d'empenta, de tal manera que quan la partícula arriba al seu final un camp la torna a accelerar.



(b) A la vista de l'apartat (a), raoneu per què es fan servir diferències de potencial alternes (que van canviant la seva polaritat) de molt alta freqüència. Acabeu d'explicar l'esquema.

Com es pot veure a la imatge anterior els electrons són accelerats en trams alternatius, així les diferencies de potencials també són alternes i s'alta freqüència per a quadra-ho amb la velocitat dels electrons.


(c) Si la diferència de potencial entre dos tubs consecutius és igual a increment V, quina energia cinètica haurà guanyat l'electró quan hagi travessat un nombre N de tubs guia?

L'energia cinètica guanyada entre dos tubs amb una diferència de potencial increment V és:

increment E subíndex c igual menys increment E subíndex p igual menys q per increment V

Si l'electró travessa N tubs llavors:

increment E subíndex c igual e per N per increment V

on e igual 1 coma 6 per 10 elevat a menys 19 fi elevat C


(d) Per què els elèctrodes han de ser cada vegada més llargs?

Com l'electró cada vegada té més energia cinètica això farà que tingui cada vegada més velocitat. Com que tots els tubs canvien la polaritat al mateix temps, l'electró ha de trigar el mateix temps en recórrer tots els tubs. Com que ha de trigar el mateix temps i cada vegada la velocitat és més gran, llavors la longitud del tub ha de ser cada vegada major.



Anterior