一種制造直線帶電粒子感應加速器的新方法

摘 要：本文根據“變化電流產生感生電場”的理論，介紹了一種利用變化電流制造帶電粒子感應加速器的新方法。

關鍵詞：變化電流;感生電場;加速器

根據《變化電流產生感生電場》[1]給出的結論和《變化電流產生感生電場的應用》[2]提供的“通過實驗尋找變化電流產生感生電場之公式”的方法，我們很容易想到，可以借鑒此方法來制造帶電粒子感應加速器。

《變化電流產生感生電場的應用》指出：設兩根長平行直流電，它們完全相同，讓這兩個電流同時產生相同的均勻變化，則它們中間的電子束會受到感生電場的作用。采用兩根相同的長直電流發生相同的電流變化則是為了使它們中間的電子束只受感生電場的作用——電子束所受電流的磁力作用相互抵消。由此可見，只要保證變化電流對稱，則中間的帶電粒子就會只受感生電場作用;只要技術上控制變化電流，保證感生電場的方向一致，則中間的帶電粒子就會被加速。由此可見，也可以采用許多組對稱的變化電流，以此來給中間的帶電粒子加速。

下面舉例分析兩個情況。

1 兩個變化長直電流的情況

如圖1所示，假設電流I變大，則兩個平行電流I中間的導線在遠處形成閉合回路時會因為受變化電流產生的感生電場作用而產生如圖所示的感應電流I。如果變化電流中間不是導線而是帶電粒子——比如假設AB段間有帶電粒子，則可以以此種方式給AB段間的帶電粒子以感生電場作用而使其加速。帶電粒子在AB所在的直線上，綜合看其所受的作用，則是兩個變化電流I對它的磁力作用相互抵消，其綜合受力是感生電場力。實際情況中，兩個對稱的變化電流I應盡量的靠近I所在的導線，這樣I導線位置的感生電場會更大，圖1的兩個電流I拉開距離只是為了畫圖方便。

2 多組變化電流的情況

如圖2（電流截面圖）所示，假設是多組對稱的平行電流I變大，則中間的導線在遠處形成閉合回路時，它會因為受變化電流的感生電場作用而產生如圖2（電流截面圖）所示和變化電流反向的感應電流。如果變化電流中間不是導線而是帶電粒子，則可以以此種方式給中間的帶電粒子以感生電場作用而使其加速，圖2（電流截面圖）也是為了畫圖方便而把變化電流間的距離畫大了，實際情況應該盡量接近。實驗顯示，變化電流的組數越多，產生的感應電流越大。使用多少組電流，以什么形式使用，可以因需要方便而定。

變化電流不一定非要用直流電，也可以利用技術而使用交流電，或者是使用脈沖電流等其它電流形式。

以上方法操作簡單，實驗方便。如圖3所示，有變大或者變小變化電流即可實現帶電粒子被加速。歡迎廣大物理實驗愛好者應用此方法做實驗。但愿此種方法方便醫療應用從而造福患者，但愿此種方法能為物理愛好者做實驗提供便利。

參考文獻：

[1]趙繼廣.變化電流產生感生電場[J].科技風，2019（02）：248.

[2]趙繼廣.變化電流產生感生電場的應用[J].科技風，2019（07）：101.

作者簡介：趙繼廣，男，漢族，河北獻縣小平王鄉祝莊村人，中國郵政集團公司保定市分公司（寄遞事業部）職工。