8 svar
149 visningar
sussii 105 – Fd. Medlem
Postad: 29 mar 2017 19:09

Orimligt svar?

Hej, jag skulle behöva hjälp med att hitta det rätta svaret!

A cyclotron designed to accelerate protons has an outer radius of 0.384 m. The protons are emitted nearly at rest from a source at the center and are accelerated through 626 V each time they cross the gap between the dees. The dees are between the poles of an electromagnet where the field is 0.856 T.

Find the cyclotron frequency for the protons in this cyclotron. Answer in rad/s.

Jag får det här:

Fc=mv2r=FB=qvB v=qrBm

Hastigheten är relaterat till perioden så:

T=1f gerv=drdt=2πrT=2πrfOch2πrf=qrBm  f=qB2πm

Och när jag sätter in mina siffror får jag:

f=(1.6*10-19C)(0.856T)2π(1.69*10-27kg)=1289814.61 Hz

Eftersom svaret ska vara angett i rad/s så vet jag inte hur jag ska konvertera det här. Tog bort 2pi och räknade och då får jag 81041420 och det känns inte rimligt. 

 

Skulle någon förklara hur jag ska göra för att hitta frekvensen i rad/s?

Affe Jkpg 6630
Postad: 29 mar 2017 20:04

0.12898...*108

Varför skriver du så mycket siffror utan tiopotens?
Ny tycks du tappa en tiopotens

sussii 105 – Fd. Medlem
Postad: 29 mar 2017 22:26
Affe Jkpg skrev :

0.12898...*108

Varför skriver du så mycket siffror utan tiopotens?
Ny tycks du tappa en tiopotens

Men är det här det rätta svaret då? För de vill ha svaret angett i rad/s inte Hz.

Affe Jkpg 6630
Postad: 29 mar 2017 22:35 Redigerad: 29 mar 2017 22:40

Frekvensen tycks beskriva hur många varv per sekund protonerna roterar i cyklotronen
Ett varv är 2π radianer så svaret tycks bli
0.81*108rad/s
eller
81Mrad/s
vilket även du tycktes ha på slutet

sussii 105 – Fd. Medlem
Postad: 29 mar 2017 23:11 Redigerad: 29 mar 2017 23:11
Affe Jkpg skrev :

Frekvensen tycks beskriva hur många varv per sekund protonerna roterar i cyklotronen
Ett varv är 2π radianer så svaret tycks bli
0.81*108rad/s
eller
81Mrad/s
vilket även du tycktes ha på slutet

Tack så mycket! Fick rätt svar :D

Det finns en delfråga till den här uppgiften och det lyder såhär:

Find their maximum kinetic energy. Answer in eV.

Då får jag:

K=12mv2=v=qrBm=(qrB)22m=((1.6*10-19)(0.384)(0.856))22(1.69*10-27)=8.18*10-13

Men när jag skriver in det här får jag fel svar. Undrar om jag har gjort fel?

Smaragdalena 78611 – Lärare
Postad: 29 mar 2017 23:18

Kan det vara så att hastigheten är så stor att du behöver räkna relativistiskt?

Affe Jkpg 6630
Postad: 30 mar 2017 11:38
sussii skrev :
Affe Jkpg skrev :

Frekvensen tycks beskriva hur många varv per sekund protonerna roterar i cyklotronen
Ett varv är 2π radianer så svaret tycks bli
0.81*108rad/s
eller
81Mrad/s
vilket även du tycktes ha på slutet

Tack så mycket! Fick rätt svar :D

Det finns en delfråga till den här uppgiften och det lyder såhär:

Find their maximum kinetic energy. Answer in eV.

Då får jag:

K=12mv2=v=qrBm=(qrB)22m=((1.6*10-19)(0.384)(0.856))22(1.69*10-27)=8.18*10-13

Men när jag skriver in det här får jag fel svar. Undrar om jag har gjort fel?

Du ska konvertera ditt svar till eV

sussii 105 – Fd. Medlem
Postad: 2 apr 2017 19:00 Redigerad: 2 apr 2017 19:16
Affe Jkpg skrev :
sussii skrev :
Affe Jkpg skrev :

Frekvensen tycks beskriva hur många varv per sekund protonerna roterar i cyklotronen
Ett varv är 2π radianer så svaret tycks bli
0.81*108rad/s
eller
81Mrad/s
vilket även du tycktes ha på slutet

Tack så mycket! Fick rätt svar :D

Det finns en delfråga till den här uppgiften och det lyder såhär:

Find their maximum kinetic energy. Answer in eV.

Då får jag:

K=12mv2=v=qrBm=(qrB)22m=((1.6*10-19)(0.384)(0.856))22(1.69*10-27)=8.18*10-13

Men när jag skriver in det här får jag fel svar. Undrar om jag har gjort fel?

Du ska konvertera ditt svar till eV

 

Tack så mycket! Det blev rätt svar :)

Jag har en sista fråga som jag inte vet om det blir det som de efterfrågar efter och undrar om det är såhär som man ska göra:

How many revolutions does a proton make in the cyclotron? Answer in revolutions

Då utgår jag från:

N=k2qv=8.18*10-132(1.6*10-19)(626)=4134

Och det jag undrar om är om jag har räknat i revolutioner nu?

Guggle 1364
Postad: 2 apr 2017 19:24 Redigerad: 2 apr 2017 19:48

K=(1·0.384m*0.856T)22*938.28MeV·c25.2MeV K=\frac{(1\cdot0.384m*0.856T)^2}{2*938.28MeV}\cdot c^2\approx5.2MeV är fullt rimligt.  En tumregel är att resonansfrekvensen har minskat med ungefär 1% vid energinivåer runt 10MeV. För energinivåer under det tycker åtminstone jag det är ointressant att göra en relativistisk justering.

För att justera B-fältet vid högre energinivåer (för att ω \omega inte längre är konstant) använder man "shimming" och låter flödeslinjerna luta "inåt" för att kompensera. Det kan hjälpligt låta oss få ut upp till 40MeV med γ=1.04 \gamma=1.04 .

För högre energinivåer använder man istället frekvensmodulering, vilket är lite komplicerat. Om du är intresserad är det bara att googla synchrocyclotron som alltså är en sorts frekevensmodulerad cyclotron.

Edit: Och eftersom du redigerade bort din gamla fråga och formulerade ny

Ja, N=K2qV=5.2MeV2·626V4140 N=\frac{K}{2qV}=\frac{5.2MeV}{2\cdot626V}\approx4140

Protonen löper genom potentialgapet 2 gånger per varv.

Svara Avbryt
Close