Прибор для построения траекторий движения заряженных частиц в электрических и магнитных полях

СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУП. Прудковский 4 ИЯИТНЫХ НИЯ ТРАЕКТОРИИ ДВИЖЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И МАПОЛЯХ ПРИБОР ДЛЯ ПОСТР РЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ ений и открытий явлено 24 апреля 1956 1. за сксе 55063 в Комитет по ела) ипри Совете Министров СССР Уже известны приборы для построения траекторий движения заря- ЖСЦЦЪХ сЗСТИЦ В ЭЛСКТРЦ 1 ССКЦХ 3 ЗГЦТ:Ъсх ЦОЛ 51 Х, СОЛО)ЖЗШИС МОЛС,Ц- рующую электрическое поле элсктролитцческую ванну, В которой помещен измерительныЙ зонд, связанный :.0013 дин;торомтрехколесной тележкой, несущей пишуцсс црцсцособленце и с;нусно-косинусный реша- ющиЙ 3.1 емснт, цацрц.сс, В) а.10 сйс 51псс 1)тмгтс)р, от 1)ЗОатыва ющий уго; поворота нулевого колеса.ОдНЗКО ЭТИ ПрцборЫ НС Л;ЮГ Воз:сОЖНОСТ ОПРСЛЕ,СНя ХГНОВЕННЫХ )сЛИМСОВ КРИВИЗНЫ .)ЗСКТО)1,1 ВЦЖСс 1 Я за)51 ЖСНЫХ сс.1;ТЦЦ, ЛВИС цихся как с нсре.1 ятцвцстскца, так ц релятивистскими СКОрОстямц.В описываемом и с;рцборс )тз зала а разрешес и прцмсцсццсм ПОТЕНЦИ 05 ЕТрИЧЕСКХ рсцаОпХ Э,1".,1 ссТОВ С КВЗЛраТИЧЫМИ рСОХОРЛЗ- ми, которыс Вырабс 1 т 1 с 1;ссит цс 1;)51)1 синя, фс цкццоцс 1,1 ьцо Зс 1 Вцсяпцс от зцаЧЕН 51 радцуСс КрВ 13 Ь ц П)ЛЗ 101 ЦЕ 1:с 1 р 51 ЖЕНИЯ ца Сццус:)-КОСИ- нусцый решая)щий элсмсцт каретки.На фиг. 1 изображена схема вычислительного устройства прибора; на фиг. 2 - схема трасктографа его.Прибор состоит цз двух однородных блоков, причем один цз таких б)локон может быть использован в случае отсутствия магнитного поля или жс ц 1)ц рассмотрении лВжец 51 В скрсИС 11 цом э,сктр)1 Соком ц магццт- Ц 0 М Ц 0 Л . С Н С Р С,1 Я Т И В И С 1 С К И . С К О Р О С Т 51 .и . П 0 С Л С Лц Ц 1 С,1 У с 1 а й Ц сс СЦ 1 И- более широкое распространение.Вычислительное устройство представляет собой электромехсанцсескиц решатель на сдвоенных потенциометрах, испольЗуюшцй д,1 я От 13 аботки КВЗДРЗТИЧНЫХ ФУНКЦИЙ ПОТСНЦИОМСТР, ПЗЗОТЗННЫЙ а КОНИИсско.с КЗРКЗСС И ВЫПОЛЦЯОЩИЙ ВЫЧЦСЛСНЦС НЗПРЯЖСНИЙ, ОЛЦО ЦЗ КОТОс)ЬХ сРСЛСТЗВ- ляет опрслелснцую функцию от кинсти: сской собственной энергий частицы, а второе - лецствующую в направлс;ц главной нор.;а,;:1 слуЛорснця, ппич(.м ОтнонСИс эИх пяпр 5 жспиЙ Опредс,(ЯСГ ря;и 5 с кривизны сеоой траектории.Выражение для радиуса кривизны, определяемое балансом центробежной и центростремительной силы, определяется формулой:2 и: - ииггГгг(2 гг, и)оГгг - КИСП (ССЕаЯ ЭНСРГИЯ ЧЯСП(ЦЫ В ЭЛСКтРОПНЫХ ВО,ЬТаХ;и) - энергия покоя асгицы и э.сетропных вольтах;Е - нормальная компонента напряженности электрическогов)льгггполя в,гг (гЛ -- индукция магнитного поля в гауссах.Вхсд 100 на 1) 5)ее.п( ЕО.1(1(сируетс 5 с НОхопО н),1-Оргна У и ревесивного двигателя 2 пяпряж(нпсм на отрезке л линейного реохоряя 3, питаоцегося нпряксниех,;гг г)1 р 11 это ы (я с и я) (111:(1 р (0 х 0 );( (, и 1 1 та ГО 1(". ы с я 1и р л )к с 111 е:( л(2 и+ и), получается первое Выходное напряжение)и( у12)ОКО ГО)0( В (.(,0 иО) )(сп 1(1 (р(;,(.11 В 51 с 1 Н 1 сг 1(т(хп фор 1,пъ 1 г) .г 1 япряжснис и( яалогичны 00 р(зо( ЕоПспспрустся напряжением пя Отрс)к( и рсохопя ), я(ОГнОГО 1 я коПеск), еяркясе и 1)к.почен;)го параллельно реохорду,5.и гГ, (3 0 ,5)г - г1 я Выхоте )торОГО НОГснц 0)ет П(пр 51)к(ч:с б)Гги. ГГ( :, (г,.,г) у -.С г, 4) , ГОР(. (Е, (0 ( (и 1 ГЕ 1 РЕ.( 13,15(1 .3 Я)С( Н 1(1( (31( ) .113401Напряжение х й, пропорциональное эери часцы и измеряемое в электролитической ванне 9 с помощью среднего электрода зонда 10, компенсируется напряжением на кони сскох реохорде б с помощью нуль- усилителя 11 и реверсивного двигателя 2. На спаренном с ним реохорде 12 выделяется напряжение:.";Уи=-хх, В,/пдхвходит в выражение 3), ввиду общего питания от сети), где ид -цапр 5 Жение цд электро;иесной 55 днцс и коническом реохорде, поступающее от трансформатора питания, чаиос л и и,.; и - напряжениена электродах моделируемой системы .хд В - напряжение питания линейного реохордд, получаемое оттрансформатора 12 а и изменяемое в соответстьии с требуемым значениеммагнитного поля.115 Г 5 р 55 жс 55 ев Гуз 5 мс с цдцр 55 жсисм, 110 п 01 эциоцагп цых нор малной компоненте электрического поля с . Е(с - расстояние между крайними электродами зонда), 5 с 1 эсз гИцсй 55 ы 5 эг 5 скт 150 цы 53 усилитель 13 поступает ца косинусцую обмотку вращаю 5 цегося трансформатора.С 55 нусцая огоОтка его питается напряжением, пропорциональнымэнсрГии частицы и пос 1 гупд 50 щим срез гПсйцый 5 силцтсль 14,С помощью нуль-усилителя 1 б и реверсивного двигателя 1 б осуществляется баланс, условием которого является:Iххпипа -- "-/(, Е, .с.КВ 1. и ) соа, (87огде э. - уГол поворота 11 уг 5 евого колеса каретки и связанноГО с цим 1 эотора вращающегося трансформатора,При иио радиус кривизны Оудет:иГ1. Д СООТВЕТСТВЕННО ХСЛОВИ 50 : сгЯ)5 о 2При этом необходимо выполнение условцц:Е. сУ тэхв е,К 2,хгдс Ку. и К, - соотвстствсО коэффицисцты мГилсния гО выражен 55 м(7) и (8), а тэ, - Скорость частНы, сйотвстству 50 щая 5,Точность вычисления траекторий при наличии скрещенного электрического и магнитного поля не уступает точности работы траектографа наэлектростатических полях и составляет 1" При наличии возможности есповышения. Точность работы решающего узла, вычисляющего выражениеГ 7), составляет 0,3",.Предмет изобретенияПрибор для построения траекторий движения заряженных частиц в электрических и магнитных поляк, содержащий моделируюдую электрическое поле электролитцческую ванну, в которой помещен измерительный зонд, связанный коордшгатором с трехколесной тележкой, несущец пишущее приспособление и сцнусно-косицусный решающий элемент, например, вращающийся трансформатор, отрабатывающий угол поворотаколеса, О т л и ч а ю ц и и с 5 тм,О пс, ппо) реле.спи 5 Гни 5 еппых радиусов кривизны траекторий движешя заряженных частиц, движущихся как с нерелятивистскими, так и релятивистскими скоростями, в цем применены потещиометрические решаюцнс элементы с квадратичцыми реохордами, выраоатываощпми на пряжегпя, функционально зависящие от значения радиуса кривизны и подающие цпряжецпя ца сццусцо.кос:- нусный решающий элемент каретки.