如圖所示，回旋加速器D形盒的半徑為R，所加磁場的磁感應(yīng)強度為B，用來加速質(zhì)量為m、電荷量為q的質(zhì)子，質(zhì)子從下半盒的質(zhì)子源由靜止出發(fā)，加速到最大能量E后，由A孔射出。則下列說法正確的是

1932年，勞倫斯和利文斯頓設(shè)計出了回旋加速器。回旋加速器的工作原理如圖所示，置于高真空中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時間可以忽略不計。磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場與盒面垂直。A處粒子源產(chǎn)生的粒子，質(zhì)量為m、電荷量為+q，在加速器中被加速，加速電壓為U。加速過程中不考慮相對論效應(yīng)和重力作用。
(1)求粒子第2次和第1次經(jīng)過兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比；
(2)求粒子從靜止開始加速到出口處所需的時間；
(3)實際使用中，磁感應(yīng)強度和加速電場頻率都有最大值的限制。若某一加速器磁感應(yīng)強度和加速電場頻率的最大值分別為B_m、f_m，試討論粒子能獲得的最大動能E_km。

美國物理學(xué)家勞倫斯于1932年發(fā)明的回旋加速器，應(yīng)用帶電粒子在磁場中做圓周運動的特點，能使粒子在較小的空間范圍內(nèi)經(jīng)過電場的多次加速獲得較大的能量，克服了多級直線加速器的缺點，使人類在獲得較高能量帶電粒子方面前進了一步.如圖所示為一種改進后的回旋加速器示意圖，其中盒縫間的加速電場場強大小恒定，且被限制在A板和C板間，如圖所示.帶電粒子從P₀處以速度v₀沿電場線方向射入加速電場，經(jīng)加速后再進入D 形盒中的勻強磁場做勻速圓周運動。對于這種改進后的回旋加速器，下列說法正確的是

在回旋加速器內(nèi)，帶電粒子在半圓形盒內(nèi)經(jīng)過半個圓周所需要的時間與下列量有關(guān)的是

在某回旋加速器中，磁場的磁感應(yīng)強度為B，粒子源射出的粒子質(zhì)量為m，電荷量為q，粒子的最大回旋半徑為R_m，問：
(1)D形盒內(nèi)有無電場？
(2)粒子在盒內(nèi)做何種運動？
(3)所加交變電場的周期是多大？
(4)粒子離開加速器時能量是多大？
(5)設(shè)兩D形盒間電場的電勢差為U，盒間距離為d，其間電場均勻，求把靜止粒子加速到上述能量所需的時間。

一回旋加速器，在外加磁場一定時，可把質(zhì)子加速到v，使它獲得動能為E_k，則：
(1)能把α粒子加速到速度為多少？
(2)能使α粒子獲得的動能為多少？
(3)加速α粒子的交變電壓頻率與加速質(zhì)子的交變電壓頻率之比為多少？

1930年勞倫斯制成了世界上第一臺回旋加速器，其原理如圖所示。這臺加速器由兩個銅質(zhì)D形盒D₁、D₂構(gòu)成，其間留有空隙，下列說法正確的是

正電子發(fā)射計算機斷層（PET）是分子水平上的人體功能顯像的國際領(lǐng)先技術(shù)，它為臨床診斷和治療提供全新的手段。
（1）PET在心臟疾病診療中，需要使用放射正電子的同位素氮13示蹤劑。氮13是由小型回旋加速器輸出的高度質(zhì)子轟擊氧16獲得的，反應(yīng)中同時還產(chǎn)生另一個粒子，試寫出該核反應(yīng)方程。
（2）PET所用回旋加速器示意如圖，其中置于高真空中的金屬D形盒的半徑為R，兩盒間距為d，在左側(cè)D形盒圓心處放有粒子源S，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，方向如圖所示。質(zhì)子質(zhì)量為m，電荷量為q。設(shè)質(zhì)子從粒子源S進入加速電場時的初速度不計，質(zhì)子在加速器中運動的總時間為t（其中已略去了質(zhì)子在加速電場中的運動時間），質(zhì)子在電場中的加速次數(shù)與回旋半周的次數(shù)相同，加速電子時的電壓大小可視為不變。求此加速器所需的高頻電源頻率f和加速電壓U。
（3）試推證當(dāng)R>>d時，質(zhì)子在電場中加速的總時間相對于在D形盒中回旋的總時間可忽略不計（質(zhì)子在電場中運動時，不考慮磁場的影響）。

1930年勞倫斯制成了世界上第一臺回旋加速器，其原理如圖所示，這臺加速器由兩個銅質(zhì)D形合D₁、D₂構(gòu)成，其間留有空隙，下列說法不正確的是

回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻交流電源兩極相連接的兩個D形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成周期性變化的電場，使粒子在通過狹縫時都能得到加速，兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強磁場中，如圖所示。設(shè)D形盒半徑為R。若用回旋加速器加速質(zhì)子時，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，高頻交流電頻率為f。則下列說法正確的是