Geschwindigkeit im Zyklotron

In einem Zyklotron werden bekanntermaßen Ionen beschleunigt. Auf den Halbkreisbahnen, auf denen sie immer wieder umkehren haben diese die gleiche Umlaufzeit. Nun zu meiner Frage: Um das Ion zu beschleunigen hat man ein E-Feld zwischen den D-förmigen Platten. Wenn nun alle Ionen gleichzeitig aus der Platte austreten in E-Feld, alle mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten, erreichen sie ja auch die andere Platte zu unterschiedlichen Zeitpunkten. Ist es daher nicht unmöglich eine einheitliche Frequenz für das Zyklotron zu finden, wenn letztendlich die Ionen auf der äußeren Kreisbahn einen immer größeren zeitlichen Abstand zu den inneren haben, je weiter sie kommen?

Hallo, das ist eine gute Frage, aber ich kann dir weiterhelfen denk ich, falls ich deine Frage richtig verstanden habe…
Also… nehmen wir mal ein elektron (is ja auch ein ion und im folgenden nur mit e- bezeichnet), das hat dann eine gewisse geschwindigkeit und braucht deshalb eine gewisse zeit um die Halbkreisbahn zu durchlaufen, wenn man aber nun ein 2tes e- hat, welches eine höhere geschwindigkeit besitzt, legt dieses zwar durch die höhere Geschwindigkeit eine größere Strecke in gleicher Zeit zurück, aber auch der Weg des 2ten e- wird länger sein als der des ersten, denn die Kreisbahn wird größer, je schneller das elektron ist. Der witz an der sache ist, das sich diese 2 effekte kompensieren (kann man mathematisch nachrechnen)… das bedeutet, wenn ein elektron eine höhere geschwindigkeit besitzt als ein anderes elektron ist zwar der zurückgelegte weg pro zeit mehr aber dafür ist auch der weg (bedingt durch die größere Kreisbahn länger).
ich weiß ich habs jetz doppelt erklärt, aber vll wirds dadurch klarer…
Durch diese Kompensation ist es nun kein problem mehr, eine einheitliche Frequenz auch für unterschiedliche Austrittsgeschwindigkeiten zu finden (bedingung ist natürlich das gleichzeitige „starten“ der ionen). oft wird aber (soweit ich mich entsinnen kann :stuck_out_tongue:) im technischen Nutzen nur ein ion beschleunigt weshalb man diese frage gar nicht stellen müsste =)

Ich hoffe ich konnte dir weiterhelfen…

LG Paschl

Die Einschussenergie der Ionen ist um mindestens eine Größenordnung kleiner als die beim Durchlaufen der Beschleunigungsspannung aufgenommene Energie. Eine je nach Injektionsmethode eventuell vorhandene Verteilung der Einschussenergien/Geschw. kann darum vernachlässigt werden.