Lineaire deeltjesversneller

Een moeilijkheid bij elektrostatische versnellers is dat de deeltjesenergie bepaald wordt door het totale potentiaal verschil. Omdat de elektrische veldsterkte in de versneller gegeven wordt door E = V/d , moet als V zeer groot is, de lengte van de versneller eveneens zeer groot zijn om te voorkomen dat het elektrische veld zo sterk wordt dat elektrische doorslag in de buis optreedt. De constructie van een zeer lange versnellerbuis levert echter verschillende moeilijkheden op. In een cyclische versneller kan men de lading een grote totale snelheid geven door deze vele malen een betrekkelijk klein potentiaalverschil te laten doorlopen.

• Aanwijzingen voor de animatie
  1. De lading van het ion is in menu in te stellen en is een veelvoud van  1.6 x 10^-19C.
     De massa uitgedrukt in de atomaire massa eenheid u (1,6605402 × 10^-27 kilogram) kan in het tekstveld getypt worden.
     In het tekstveld kan ook een willekeurige versnelspanning gekozen worden.
     De periode in microseconde kan ook zelf ingesteld worden.
  2. Klik daarna op Start om te beginnen.
     Met de knop Pauze en Doorgaan, is het mogelijk om de animatie tijdelijk te stoppen.
     Door op de knop Stap te klikken, doorloopt de animatie maar een klein stukje.
  3. De buizen zijn verbonden met een wisselspanningsbron. Naast elkaar liggende buizen hebben echter wel een tegengesteld potentiaal: de rode buizen zijn positief en de blauwe negatief.
  4. Een positief ion accelereert als het van een positieve (rode) buis naar een buis met een negatief potentiaal (blauw) oversteekt.
  5. Bovenin het applet wordt aangegeven hoeveel energie (in eV) het ion heeft. Na elke passage neemt deze toe.
  6. Onderin het applet zijn twee diagrammen te zien.
     De rechter geeft aan de energie die het ion heeft 2qv₀. Waarbij v₀ de snelheid is waarmee het ion de eerste buis inkomt. De maximale energie die het ion kan krijgen is na 5 stappen 5·2qv₀.
     Het linker diagram laat zien hoe de spanning in de tijd verandert. Het rode gedeelte van de grafiek stelt het potentiaal van de rode buis voor. Deze is in tegenfase met het potentiaal (blauwe grafiek) van de blauwe buis.
  7. De truc is de juiste combinatie te vinden van de lading, massa spanning en periode waarbij het ion de maximale energie krijgt.