ЛИНЕЙНЫЕ УСКОРИТЕЛИ.Ускорители Альвареца.

мень­шим длинам волн, а значит — ко все более высоким часто­там. Длины воли электромагнитных колебаний при этом становятся соизмеримыми с размерами ускоряющих уст­ройств. Эти устройства, следовательно, должны рассматри­ваться как резонаторы электромагнитных колебаний.

Вернемся к резонатору, имеющему форму длинной трубы круглого сечения. Такие резонаторы часто приме­няются в технике. Распределение электрического поля в таком резонаторе в некоторый момент времени изобра­жено па рис. 11. Вектор напряженности электрического

clip_image014

Рис 11 Распределение электрического поля в резонаторе, имею­щем форму длинной трубы.

поля Е направлен вдоль оси трубы. Он обращается в нуль на ее боковых стенках. Волны, не обладающие этим свой­ством, возбуждают в стенках большие переменные токи, приводящие к серьезным потерям на джоулево тепло; эти волны быстро затухают и плохо возбуждаются. Рас­смотрим распределение Е по оси трубы. Оно подчиняется синусоидальному закону; в одних местах этот вектор на­правлен налево, в других — направо, в узлах колебаний он всегда равен нулю. Через одну четвертую часть перио­да колебаний электрическое поле будет всюду равно пулю (см. формулу (17)), а через половину периода — пере­менит свое направление и т. д.

Куда же исчезает энергия электрического поля в тот момент, когда оно во всем резонаторе обращается в нуль? Читателю уже должно быть ясно, что в этот момент она сосредоточивается в магнитном поле, которое мы до сих пор обходили молчанием. Силовые линии индукции маг­нитного поля В в нашем случае имеют вид концентриче­ских колец, охватывающих электрические силовые линии. Подобно Е, индукция В меняется во времени по длине трубы по синусоидальному закону. Она максимальна в пучностях и обращается в нуль в узлах колебаний. Пуч­ности и узлы электрического и магнитного полей совпа­дают. В зависимости от знака (синусоида принадлежит к числу знакопеременных функций) вектор В может вра­щаться по или против часовой стрелки. Все эти утверждения мы здесь приводим без пояснений. Внимательный читатель может сам показать, что они правильны.

Исследуем движение заряженных частиц, пролетаю­щих через резонатор вдоль его оси. Эти частицы проходят через ускоряющие и замедляющие электрические поля: их скорость, следовательно, меняется. Можно ли исполь­зовать такие поля для ускорения частиц? Ответ представ­ляется почти очевидным. Пусть частица проходит область пучности электрического поля в тот момент, когда поле там максимально и имеет «правильное» направление. В этот момент поле в соседней пучности имеет

Страница 4 of 6« First...45...Last »