对【65楼】说: 二,迴旋加速器的工作原理与运行状态不符 劳伦斯教授发明的电子迴旋加速器由两个D形盒组成。两盒间的电位差为U,间隙中的微波加速电场对应于季先生实验的瓦里安2300C/D直线加速器内的微波行波电场。迴旋加速器内的磁感应强度B的圆形磁场对应于季先生实验的半圆形偏转磁场。 按1932年劳伦斯和利文斯顿设计的回旋加速的工作原理:电子电荷为e,质量为m,第1圈加速的电场力做的功等于电子获得的动能:eU = (1/2)mv12,电子在磁场中受的罗仑兹力与离心力平衡:ev1B = mv12/r1。求得:r1= (2mU/e B2)1/2。同样,求得转第2圈后电子的轨道半径:r2=(4mU/e B2)1/2,……转n圈和n+1圈后rn=(2nmU/e B2)1/2和rn+1=[2(n+1)mU/e B2 ]1/2。rn+1/rn= [(n+1)/n]1/2 , r2/r1=1.4/1。电子从速度为零开始加速,其轨道半径r逐步增大呈螺旋状运动。到50圈时rn+1/rn=1.01,到500圈时rn+1/rn=1.001,轨道间愈来愈逐于重合。上述计算中用了近似:忽略相邻两圈间电子质量的变化。 更严格的计算为:迴旋加速器工作中是让U的交变周期等于磁场B中圆周运动周期T。 T=2πr/v (4), 由 eU =(1/2)mv2 (5), 和 mv2/r=evB (6), 对消式(5)和式(6)中的m,可求得: T=πBr2/U ≈ πBR2/U (7), 加速器的D形盒的尺寸(工作半径R)是按电子速度为光速c时设计的(T=2πR/c)。T是一个取决于B、R和U的加速器结构常数。由式(4) r严格地正比于速度v。当v愈接近光速c时,r就愈接近于常数R。从表1可见:r等于常数R的精度,4Mev以上为1%,6MeV以上为0.5%,12MeV以上为0.1%。对应于半边加速器的季先生实验,就是不同速度的电子打在靶上的位置会随能量愈高愈接近。表3的实验结果,完全符合于表1的预期。 对于季先生的实验,直线加速器输出不同能量的电子束,由式(5)就对应于不同的U。再由式(7)能量愈高,U愈大则T愈小。高能时v接近c,由式(4)则愈高能量时T愈小r也愈小。但季先生从公式(3)却得出愈高能量r应愈大。 由相同的前提式(6)和式(3)得出互相矛盾的结论,这是真正的难题。相对论学者多年来没有对季先生发表的论文做出回应,原因也许在此。从rn+1/rn=[(n+1)/n]1/2 与表1对照可得:电子迴旋加速器中约60圈后的电子相当于季先生用的直线加速器4MeV档的输出电子,约135圈后的电子相当于6MeV挡的输出电子。当电子能量从渐变转为突变,让人不得不惊奇: 4MeV与6MeV的电子为何会有几乎相同的轨道半径? 其实迴旋加速器与季先生的实验一样,其内部约75圈的中间过渡只是掩眼法而己。真正要面对的仍然是在每一圈(例如60圈约4MeV和135圈约6MeV)的电子在各自的轨道中的力的平衡问题。季先生的实验只是揭开了掩眼法的幕布。 电子迴旋加速器工作原理的要害在于:由式(6)的力平衡则电子质量在磁场中是不变的,由式(5)电子的能量(或质量)在电场中每圈都会增大一些。高能时电子速度基本不变,电子的质量和动量会持续增大。从而得出与季先生同样的结论:电子的轨道半径会随能量的增大而增大,这与实际运行状态相矛盾。 |