SlideShare a Scribd company logo
1 of 8
PREDMET: FIZIKA
RAZRED: PRVI - SVI SMJEROVI
BROJ ČASA: 59/60
TEMA: MAGNETNO POLJE
NASTAVNA JEDINICA: CIKLOTRON – TEORIJA
PROFESOR FIZIKE: ZIJAD BEGIĆ
CIKLOTRON
• Ciklotron je akcelerator za ubrzavanje
protona i lakih atomskih jezgara.
• Prvi ciklotron konstruisao je E. O. Lawrence,
1931 godine.
 Ernest Lorens ( 1901-1958 ) bio je američki
fizičar i nobelovac, poznat po pronalasku i
razvoju ciklotrona, koji je korišćen u projektu
„Menhetn“. Kao profesor fizike, Lorens je više
radio na Univerzitetu Kalifornije. Godine
1939. dobio je Nobelovu nagradu za fiziku,
najviše zbog konstrukcije ciklotrona. U
njegovu čast , hemijski element broj 103 je
nazvan lorencijum.
• Glavni dijelovi ciklotrona su elektromagnet i
vakuumska komora sa dvije metalne elektrode, koje
se nazivaju duanti.
• Duanti se dobiju presjecanjem šupljeg metalnog
valjka male visine po prečniku osneve, normalno na
osnovu valjka, na dva jednaka dijela.
• U tački A izmedju duanata, koja je središte uređaja,
nalazi se izvor jona koji ubacuje jone brzinom ν0 u
jedan od duanata u kojem je magnetna indukcija B.
Na jone djeluje Lorencova sila. Nakon ulaska u duant
D joni se kreću brzinom v0 po polukružnoj putanji
najmanjeg poluprečnika r0 , a potrebno za prelazak
prve polukružne putanje jednako je polovini perioda:
𝑇
2
=
π𝑚
𝑞𝐵
T-period(s); π −konstanta; m-masa(kg);
q-naelektrisanje(C); B-indukcija magnetnog polja(T)
• Duanti su priključeni na naizmjenični napon
visoke frekvencije, tako da se u prostoru
između duanata ostvaruje veoma jako
električno polje koje ubrzava jone. Nakon
prelaska prve polukružne putanje joni izlaze iz
duanta D brzinom v0 čiji se pravac poklapa sa
prevcem linija sile u prostoru između duanata.
• Ako je električni napon između duanata U,
onda se električno polje , na pomjeranju čestice
naelektrisanja q, izvrši rad qU, pri prelasku jona
iz duanta D u duant D’.
• Pri tome se uloženi rad pretvara u povećanje
kinetičke energije jona, ∆Ek=A, tako da svaki
jon pri prvom prelazu iz duanta D u duant D’
povećava od v0 do v1.
• U toku jednog poluperioda napona duant D je
pozitivan, a duant D’ je negativan, a u sljedećem
poluperiodu napona duant D je negativan, a duant D’
pozitivan.
• Pri naponu U između duanata svakom jonu sa
naelektrisanjem q se poveća kinetička energija za qU
, onoliko puta koliko jon pređe razmak između
duanata.
• Kada joni dostignu najveću brzinu vmax , oni se kreću
po polukružnoj putanji najvećeg poluprečnika rmax =
𝑚
𝑞𝐵
*vmax , odakle je brzina jona kojom napuštaju
ciklotron
Vmax =
𝑞𝐵
𝑚
*rmax [
𝑚
𝑠
=
𝐶𝑇
𝑘𝑔
m]
v-brzina(m/s); q-naelektrisanje(C); B-indukcija
magnetnog polja(T); m-masa(kg); r-poluprečnik(m).
• Ciklotron izbacuje snop jona u kojem svaki jon
ima kinetičku energiju Ek=
𝑚𝑣^2
2
[J=𝑘𝑔
𝑚^2
𝑠^2
].Kinetička energija jona, koji imaju
iste vrijednosti
𝑞
𝑚
, zavisi od intenziteta
indukcije magnetnog polja, B, i od najvećeg
poluprečnika.
• Povećavanjem brzine povećava se i
relativistička masa čestice. Pri velikim
brzinama relativistički efekat je značajan, tako
da period kruženja jona zavisi od njegove
relativističke mase.
1. Zadatak: U magnetno polje indukcije 100mT ulijeće snop jona ubrzan
naponom 1kV. Snop sadrži jone vodonika H+ mase m1= 1,66*10^-27 kg,
deuterijuma D+ mase m2= 2m1 , tricijuma T+ mase m3= 3m1, koji po
izlasku iz magnetnog polja padaju na fotoploču gdje ostavljaju tragove.
Odrediti rastojanja od ulazne pukotine do tragova jona na fotoploči
(e=1,61*10^-19).
2. Zadatak: Proton se ubrzava u ciklotronu. Odrediti indukciju
magnetnog polja ciklotrona ako je poluprečnik duanata 60cm, a
maksimalna kinetička energija protona u ciklotronu 4 MeV.
(Rješenje: B=0,48T)

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Odlike romantizma i realizma kao knjizevnih pravacaa
Odlike romantizma i realizma kao knjizevnih pravacaaOdlike romantizma i realizma kao knjizevnih pravacaa
Odlike romantizma i realizma kao knjizevnih pravacaa
 
Kovalentna veza
Kovalentna vezaKovalentna veza
Kovalentna veza
 
Vulkani i zemljotresi
Vulkani i zemljotresiVulkani i zemljotresi
Vulkani i zemljotresi
 
Humanizam i renesansa
Humanizam i renesansaHumanizam i renesansa
Humanizam i renesansa
 
ENZIMI- BIOKATALIZATORI
ENZIMI- BIOKATALIZATORIENZIMI- BIOKATALIZATORI
ENZIMI- BIOKATALIZATORI
 
Lizozomi, vakuola, mitohondrije
Lizozomi, vakuola, mitohondrijeLizozomi, vakuola, mitohondrije
Lizozomi, vakuola, mitohondrije
 
Poremecaji ishrane slike
Poremecaji ishrane  slikePoremecaji ishrane  slike
Poremecaji ishrane slike
 
Zapadna Evropa Tanja Notaroš Gagić
Zapadna Evropa Tanja Notaroš GagićZapadna Evropa Tanja Notaroš Gagić
Zapadna Evropa Tanja Notaroš Gagić
 
Fotosinteza
FotosintezaFotosinteza
Fotosinteza
 
Sistem organa za disanje
Sistem organa za disanjeSistem organa za disanje
Sistem organa za disanje
 
Američka revolucija
Američka revolucijaAmerička revolucija
Američka revolucija
 
Fluvijalna erozija
Fluvijalna erozijaFluvijalna erozija
Fluvijalna erozija
 
Jednoćelijski i višećelijski organizmi
Jednoćelijski i višećelijski organizmiJednoćelijski i višećelijski organizmi
Jednoćelijski i višećelijski organizmi
 
Drugi svetski rat (prezentacija)
Drugi svetski rat (prezentacija)Drugi svetski rat (prezentacija)
Drugi svetski rat (prezentacija)
 
Oblici reljefa nastali radom spoljašnjih sila
Oblici reljefa nastali radom spoljašnjih silaOblici reljefa nastali radom spoljašnjih sila
Oblici reljefa nastali radom spoljašnjih sila
 
Akcioni potencijal
Akcioni potencijalAkcioni potencijal
Akcioni potencijal
 
Proteini
Proteini Proteini
Proteini
 
Kožni sistem čoveka
Kožni sistem čovekaKožni sistem čoveka
Kožni sistem čoveka
 
10. Membranski potencijal
10. Membranski potencijal10. Membranski potencijal
10. Membranski potencijal
 
Odnosi ishrane
Odnosi ishraneOdnosi ishrane
Odnosi ishrane
 

More from ZijadBegic1

Mileva Maric-Ajnstajn
Mileva Maric-AjnstajnMileva Maric-Ajnstajn
Mileva Maric-AjnstajnZijadBegic1
 
Eksperimenti u fizici
Eksperimenti u fiziciEksperimenti u fizici
Eksperimenti u fiziciZijadBegic1
 
Zivot i djelo nikole tesle
Zivot i djelo nikole tesleZivot i djelo nikole tesle
Zivot i djelo nikole tesleZijadBegic1
 
Elektromagnetna samoindukcija
Elektromagnetna samoindukcijaElektromagnetna samoindukcija
Elektromagnetna samoindukcijaZijadBegic1
 
Faradejev zakon elektromagnetne indukcije
Faradejev zakon elektromagnetne indukcijeFaradejev zakon elektromagnetne indukcije
Faradejev zakon elektromagnetne indukcijeZijadBegic1
 
Elektromagnetno polje
Elektromagnetno poljeElektromagnetno polje
Elektromagnetno poljeZijadBegic1
 
2. kretanje naelektrisanih cestica u magnetnom polju
2. kretanje naelektrisanih cestica u magnetnom polju2. kretanje naelektrisanih cestica u magnetnom polju
2. kretanje naelektrisanih cestica u magnetnom poljuZijadBegic1
 
Elektricna struja - rijeseni zadaci
Elektricna struja -  rijeseni zadaciElektricna struja -  rijeseni zadaci
Elektricna struja - rijeseni zadaciZijadBegic1
 
Elektricna struja sistematizacija teme
Elektricna struja   sistematizacija temeElektricna struja   sistematizacija teme
Elektricna struja sistematizacija temeZijadBegic1
 
Elektricna struja sistematizacija teme
Elektricna struja   sistematizacija temeElektricna struja   sistematizacija teme
Elektricna struja sistematizacija temeZijadBegic1
 
Magnetno polje elektricne struje
Magnetno polje  elektricne strujeMagnetno polje  elektricne struje
Magnetno polje elektricne strujeZijadBegic1
 
Rad i snaga elektricne struje
Rad i snaga elektricne strujeRad i snaga elektricne struje
Rad i snaga elektricne strujeZijadBegic1
 

More from ZijadBegic1 (15)

Mileva Maric-Ajnstajn
Mileva Maric-AjnstajnMileva Maric-Ajnstajn
Mileva Maric-Ajnstajn
 
Eksperimenti u fizici
Eksperimenti u fiziciEksperimenti u fizici
Eksperimenti u fizici
 
Zivot i djelo nikole tesle
Zivot i djelo nikole tesleZivot i djelo nikole tesle
Zivot i djelo nikole tesle
 
Festival nauke
Festival naukeFestival nauke
Festival nauke
 
Elektromagnetna samoindukcija
Elektromagnetna samoindukcijaElektromagnetna samoindukcija
Elektromagnetna samoindukcija
 
Faradejev zakon elektromagnetne indukcije
Faradejev zakon elektromagnetne indukcijeFaradejev zakon elektromagnetne indukcije
Faradejev zakon elektromagnetne indukcije
 
Elektromagnetno polje
Elektromagnetno poljeElektromagnetno polje
Elektromagnetno polje
 
2. kretanje naelektrisanih cestica u magnetnom polju
2. kretanje naelektrisanih cestica u magnetnom polju2. kretanje naelektrisanih cestica u magnetnom polju
2. kretanje naelektrisanih cestica u magnetnom polju
 
Amperova sila
Amperova silaAmperova sila
Amperova sila
 
Lorencova sila
Lorencova silaLorencova sila
Lorencova sila
 
Elektricna struja - rijeseni zadaci
Elektricna struja -  rijeseni zadaciElektricna struja -  rijeseni zadaci
Elektricna struja - rijeseni zadaci
 
Elektricna struja sistematizacija teme
Elektricna struja   sistematizacija temeElektricna struja   sistematizacija teme
Elektricna struja sistematizacija teme
 
Elektricna struja sistematizacija teme
Elektricna struja   sistematizacija temeElektricna struja   sistematizacija teme
Elektricna struja sistematizacija teme
 
Magnetno polje elektricne struje
Magnetno polje  elektricne strujeMagnetno polje  elektricne struje
Magnetno polje elektricne struje
 
Rad i snaga elektricne struje
Rad i snaga elektricne strujeRad i snaga elektricne struje
Rad i snaga elektricne struje
 

3. ciklotron

  • 1. PREDMET: FIZIKA RAZRED: PRVI - SVI SMJEROVI BROJ ČASA: 59/60 TEMA: MAGNETNO POLJE NASTAVNA JEDINICA: CIKLOTRON – TEORIJA PROFESOR FIZIKE: ZIJAD BEGIĆ
  • 3. • Ciklotron je akcelerator za ubrzavanje protona i lakih atomskih jezgara. • Prvi ciklotron konstruisao je E. O. Lawrence, 1931 godine.  Ernest Lorens ( 1901-1958 ) bio je američki fizičar i nobelovac, poznat po pronalasku i razvoju ciklotrona, koji je korišćen u projektu „Menhetn“. Kao profesor fizike, Lorens je više radio na Univerzitetu Kalifornije. Godine 1939. dobio je Nobelovu nagradu za fiziku, najviše zbog konstrukcije ciklotrona. U njegovu čast , hemijski element broj 103 je nazvan lorencijum.
  • 4. • Glavni dijelovi ciklotrona su elektromagnet i vakuumska komora sa dvije metalne elektrode, koje se nazivaju duanti. • Duanti se dobiju presjecanjem šupljeg metalnog valjka male visine po prečniku osneve, normalno na osnovu valjka, na dva jednaka dijela. • U tački A izmedju duanata, koja je središte uređaja, nalazi se izvor jona koji ubacuje jone brzinom ν0 u jedan od duanata u kojem je magnetna indukcija B. Na jone djeluje Lorencova sila. Nakon ulaska u duant D joni se kreću brzinom v0 po polukružnoj putanji najmanjeg poluprečnika r0 , a potrebno za prelazak prve polukružne putanje jednako je polovini perioda: 𝑇 2 = π𝑚 𝑞𝐵 T-period(s); π −konstanta; m-masa(kg); q-naelektrisanje(C); B-indukcija magnetnog polja(T)
  • 5. • Duanti su priključeni na naizmjenični napon visoke frekvencije, tako da se u prostoru između duanata ostvaruje veoma jako električno polje koje ubrzava jone. Nakon prelaska prve polukružne putanje joni izlaze iz duanta D brzinom v0 čiji se pravac poklapa sa prevcem linija sile u prostoru između duanata. • Ako je električni napon između duanata U, onda se električno polje , na pomjeranju čestice naelektrisanja q, izvrši rad qU, pri prelasku jona iz duanta D u duant D’. • Pri tome se uloženi rad pretvara u povećanje kinetičke energije jona, ∆Ek=A, tako da svaki jon pri prvom prelazu iz duanta D u duant D’ povećava od v0 do v1.
  • 6. • U toku jednog poluperioda napona duant D je pozitivan, a duant D’ je negativan, a u sljedećem poluperiodu napona duant D je negativan, a duant D’ pozitivan. • Pri naponu U između duanata svakom jonu sa naelektrisanjem q se poveća kinetička energija za qU , onoliko puta koliko jon pređe razmak između duanata. • Kada joni dostignu najveću brzinu vmax , oni se kreću po polukružnoj putanji najvećeg poluprečnika rmax = 𝑚 𝑞𝐵 *vmax , odakle je brzina jona kojom napuštaju ciklotron Vmax = 𝑞𝐵 𝑚 *rmax [ 𝑚 𝑠 = 𝐶𝑇 𝑘𝑔 m] v-brzina(m/s); q-naelektrisanje(C); B-indukcija magnetnog polja(T); m-masa(kg); r-poluprečnik(m).
  • 7. • Ciklotron izbacuje snop jona u kojem svaki jon ima kinetičku energiju Ek= 𝑚𝑣^2 2 [J=𝑘𝑔 𝑚^2 𝑠^2 ].Kinetička energija jona, koji imaju iste vrijednosti 𝑞 𝑚 , zavisi od intenziteta indukcije magnetnog polja, B, i od najvećeg poluprečnika. • Povećavanjem brzine povećava se i relativistička masa čestice. Pri velikim brzinama relativistički efekat je značajan, tako da period kruženja jona zavisi od njegove relativističke mase.
  • 8. 1. Zadatak: U magnetno polje indukcije 100mT ulijeće snop jona ubrzan naponom 1kV. Snop sadrži jone vodonika H+ mase m1= 1,66*10^-27 kg, deuterijuma D+ mase m2= 2m1 , tricijuma T+ mase m3= 3m1, koji po izlasku iz magnetnog polja padaju na fotoploču gdje ostavljaju tragove. Odrediti rastojanja od ulazne pukotine do tragova jona na fotoploči (e=1,61*10^-19). 2. Zadatak: Proton se ubrzava u ciklotronu. Odrediti indukciju magnetnog polja ciklotrona ako je poluprečnik duanata 60cm, a maksimalna kinetička energija protona u ciklotronu 4 MeV. (Rješenje: B=0,48T)