Ускорители заряженных частиц. Курс физики с примерами решения задач

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

С.И. Кузнецов

УСКОРИТЕЛИ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ

Курс физики 

с примерами решения задач

Рекомендовано в качестве учебного пособия

Редакционно-издательским советом

Томского политехнического университета

Издательство

Томского политехнического университета

2011

УДК 53(075.8)
ББК  22.3я73

К891

К891

Кузнецов С.И. 

Ускорители заряженных частиц. Курс физики с примерами 

решения задач: учебное пособие / С.И. Кузнецов. Национальный 
исследовательский Томский политехнический университет.–
Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011. –
45 с.

В учебном пособии рассмотрены различные типы ускорителей за
ряженных частиц. Даны разъяснения основных законов, явлений и понятий использующихся в ускорительной технике.

Цель пособия – помочь студентам освоить материал программы, научить 

активно применять теоретические основы физики как рабочий аппарат, позволяющий решать конкретные задачи, связанные с повышением ресурсоэффективности.

Подготовлено в ФТИ ТПУ, по программе курса физики высших тех
нических учебных заведений. Соответствует инновационной политике 
ТПУ и направлено на активизацию научного мышления и познавательной 
деятельности студентов. 

Предназначено для межвузовского использования студентами техни
ческих специальностей очной и дистанционной формы обучения.

УДК 53(075.8)
ББК 22.3я73

Рецензенты

Доктор физико-математических наук, профессор,
заведующий кафедрой теоретической физики ТГУ

А.В. Шаповалов

Доктор физико-математических наук, профессор 
заведующий кафедрой общей информатики ТГПУ

А.Г. Парфенов

 ГОУ ВПО «Национальный 

исследовательский Томский 
политехнический университет», 2011

 Кузнецов С.И., 2011
© Оформление. Издательство Томского 

политехнического университета, 2011

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение ....................................................................................4
Методические указания к решению задач .............................5

1. Множественные процессы .......................................................6
2. Классификация ускорителей....................................................6
3. Линейные ускорители...............................................................7
4. Циклические ускорители..........................................................9
5. Ускорители на встречных пучках..........................................18
6. Накопительные кольца ...........................................................18
7. Большой адронный коллайдер...............................................19

Контрольные вопросы. Упражнения ....................................28
Методика решения задач........................................................28
Задачи для самостоятельного решения ................................33
Список литературы.................................................................36
Основные законы и формулы............................................... 37
Приложения.............................................................................38

Не полагайся без сомнений 

ты на любые ярлыки: 

они от истинных суждений 

порою очень далеки.

Ч.Х. Спурджон

ВВЕДЕНИЕ

В связи с повышением требований на рынке образовательных ус
луг и инновационным характером преобразований в российском высшем образовании особое значение приобретает научно-методическое 
обеспечение аудиторной и самостоятельной работы студентов с внедрением современных технологий в обучение.  Возникает необходимость в 
создании учебников нового поколения. Эти учебники должны быть 
ориентированы на организацию самостоятельной работы и активизацию 
познавательной деятельности студентов. 

Задачей общей физики является, не вдаваясь глубоко в подробно
сти рассматриваемых теорий и не увлекаясь математикой, дать общее 
представление о физической картине мира, установить действующие в 
нем законы, изучить основные методы физических исследований и обозначить области применения этих законов и методов.

Цель книги – помочь студентам освоить материал программы, нау
читься активно применять теоретические основы физики как рабочий 
аппарат, позволяющий решать конкретные задачи и приобрести уверенность в самостоятельной работе.

При этом:


содержание теоретического материала охватывает все типы ускорителей изучаемые в технических вузах;


учитываются наиболее важные достижения в развитии современной 
науки и техники;


уделяется большое внимание физике различных явлений природы;


анализируются решения большого количества физических задач;


приводятся задачи для самостоятельного решения и ответы к ним.
Отсюда становится ясно видна практическая важность фундамен
тальных физических исследований и особенно исследований в области 
современной ускорительной техники. Достижение нового экспериментального и теоретического понимания физических процессов и явлений 
послужит основой создания новейших технических решений, технологий, приборов и устройств.

Для настоящего курса физики реализовано его мультимедийное со

провождение и создан электронный учебник, размещенный на сайте 
преподавателя http://portal.tpu.ru/SHARED/s/SMIT, в корпоративной сети Web course tools ТПУ http://e-le.lcg.tpu.ru, в среде дистанционного обучения "MOODLE" http://mdl.lcg.tpu.ru и в электронном читальном зале 
НТБ ТПУ http://www.lib.tpu.ru. 

Автор с благодарностью примет все замечания и пожелания чита
телей, способствующие улучшению курса по адресу smit@tpu.ru.