サイクロトロンでエネルギーが大きくなると・・・。

質問

エネルギーが大きくなると粒子は加速されなくなる。
とあるんだけど、それはどうしてなのでしょうか？
角速度ωは粒子の速度vによらず一定であるし、
式と理解の二つの面から考えたいのですが、どちらにしろどうもよくわかりません。

どなたかよろしくお願いします。

回答No.3

imoriimori

電磁波を輻射してエネルギーをロスしてしまう問題だけでしたらば、ロスする以上にさらにエネルギーをぶちこみ続ければさらに加速できます。

やはり問題は＃１様が言われるように相対論領域まで達しているかどうかで、
ある程度高エネルギーまで加速すると相対論領域の速度になる→ｍが増える→サイクロトロン周波数が変わる。ということで、一定磁場で一定周期で加速を繰り返すサイクロトロンでは、「調子が外れて」その粒子にはもはやうまくエネルギーをぶちこめなく（加速できなく）なる。
こういうことかと。

参考URL：

http://www.techno-qanda.net/dsweb/GetRendition/Document-12228/html/index.html

回答No.2

ryn

荷電粒子が加速すると電磁波を放出します．
したがって，円運動している荷電粒子も
電磁波を出してエネルギーを失います．

サイクロトロンで加速しエネルギーが大きくなってくると，
急激にカーブするため放出する電磁波のエネルギーも大きくなります．
そして，最終的には与えたエネルギーと
電磁波として失うエネルギーが等しくなり，
それ以上加速できなくなります．

回答No.1

graduate_student

サイクロトロンでは，たしかにω＝v/r ＝ qB/mとなり，mは変化しませんが，簡単に光速に近づき相対論領域に入る電子はサイクロトロンでは加速できません．また陽子も約20MeV程度までしか加速できません．

ポイントは「相対論領域」ってところでしょうか．

「相対論領域　サイクロトロン」で検索してみるといろいろでてくるとおもいますよ．

参考URL：

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%89%B9%E6%AE%8A%E7%9B%B8%E5%AF%BE%E6%80%A7%E7%90%86%E8%AB%96