Física

En un ciclotrón las partículas se mueven en el interior de dos recipientes metálicos semicirculares denominados Ds, los cuales se sitúan dentro de un campo magnético perpendicular proporcionado por un electroimán. En la región en la que se mueven las partículas se realiza vacío para evitar que éstas sean dispersadas al chocar con las moléculas de aire. Entre las Ds se mantiene una diferencia de potencial V que se alterna en el tiempo con un periodo T, igual al periodo de ciclotrón (tiempo que tarda la carga en efectuar una vuelta completa). Esta diferencia de potencial crea un campo eléctrico en el espacio entre las Ds, acelerando las partículas. No existe campo eléctrico dentro de la Ds debido al blindaje metálico.

Considere un ciclotrón de 40 cm de radio que opera con un campo magnético de 0.02 T y que acelera protones con una diferencia de potencial de 1000 V. Los protones se emiten en reposo en el punto 1, y a continuación son acelerados por el campo eléctrico antes de entrar en las Ds. Determine:

a) El periodo de ciclotrón T.

b) El número de veces que es acelerado el protón antes de salir del ciclotrón.

c) La velocidad del protón al salir del ciclotrón.