Octave已知质子速度v与磁感应强度B,求回旋周期T
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48. 相对论带电粒子运动
\(T = \frac{2\pi\gamma m}{qB}\)
核心公式:
粒子在磁场中回旋一周的时间为 T = 2πγm/(qB)。
低速时γ≈1,周期与速度无关;高速时周期随γ增大,粒子逐渐与加速电场失步,这就是普通回旋加速器的相对论极限。
已知质量、电荷、磁场与速度,即可求出回旋周期。
Octave计算方法
已知参数:
- 质子质量 m(1.6726e-27 kg)
- 质子电荷量 q(1.602e-19 C)
- 磁感应强度 B(示例值:1 T)
- 速度 v(示例值:0.5c)
代码如下:
function T = cyclotron_period(m, q, B, beta)
g = 1 / sqrt(1 - beta^2);
T = 2 * pi * g * m / (q * B);
end
调用示例:
% 已知质子参数与磁场,求回旋周期
m = 1.6726e-27; q = 1.602e-19; B = 1; beta = 0.5;
T = cyclotron_period(m, q, B, beta);
fprintf('回旋周期 T = %.2e s', T);
运行结果:
回旋周期 T = 7.57e-08 s