Study of the beam loading effect in the CSNS/RCS

The China Spallation Neutron Source/Rapid Cycling Synchrotron (CSNS/RCS) accelerates a high-intensity proton beam from 80 MeV to 1.6 GeV. Since the beam current and beam power is high, the beam loading is a severe problem for the stability of the circulating beam in the RCS. To study the beam loading effect in the CSNS/RCS theoretically, the RLC circuit model of the rf cavity, the method of Fast Fourier Transform and the method of Laplace transform have been employed to obtain the impedance of the rf system, the beam spectrum and the beam-induced voltage, respectively. Based on these physical models, the beam dynamics equations have been revised and a beam loading model has been constructed in the simulation code ORIENT. By using the code, the beam loading effect on the rf system of the CSNS/RCS has been investigated. Some simulation results have been obtained and conclusions have been drawn.     

拉普拉斯-龙格-楞次守恒量在天体运动中的应用

拉普拉斯-龙格-楞次(Laplace-Runge-Lenz)矢量虽然在大学物理教材上没有提及,但在物理竞赛中经常会涉及,本文简单介绍Laplace-Runge-Lenz守恒量,并通过一道竞赛物理题讲解其应用.     

质子束团传输过程中的二次电子多级倍增

电子云不稳定性是强流质子加速器稳定运行的一个重大障碍。在电子云积累的过程中,二次电子多级倍增是电子云的主要来源。二次电子多级倍增机制可以用电子的运动和能量增益来分析。为了得到电子云的密度及分布,编写了一个模拟程序用来跟踪电子云的发展演化过程。分析了在质子束团作用下电子的运动,分析二次电子多级倍增的原因,并用模拟程序进行了计算,结果发现电子云与束团的纵向分布密切相关。     

斜面问题探讨

在力学中, 斜面运动常只讨论斜面固定情况下物块的运动, 文章分析了斜面不固定情况下物块的运动 情况, 其求解过程对激发学生活跃的思维具有一定帮助     

“猎犬追狐狸”的大学物理解法

猎犬追狐狸是一道比较经典的竞赛题目,从大学物理角度讨论该问题,求解了猎犬的运动时间及轨迹.     

滑块碰撞动力学与圆周率的关联

滑块碰撞与圆周率π看似不相关的两个事物却具有某种联系,本文研究了滑块碰撞动力学,利用计算工具MATLAB,发现在理想情况下,滑块的碰撞次数与π有一定的关联,并在理论上证明了计算结果。     

利用速度相图法求解多次连续碰撞问题

在两物体连续发生多次弹性碰撞的问题中,分析与计算十分复杂,本文应用速度相图法探讨这一类问题,让物理过程清晰直观图像化,简化了这类问题的分析计算过程.     

一道物理题引起的思考

讲述一道物理练习题引起的细节问题, 通过对其细节的刨根问底, 找到一个方法来说明这个细节. 这个 过程反映了扩充思路的重要性, 体现了发散思维的特点     

利用几何知识求解天体运动轨道

本文提出一种构造椭圆的方法,并利用该方法结合开普勒第二定律求解在万有引力作用下的天体运动轨道形状,该方法抛开了复杂的数学积分,只利用简单的几何知识使求解过程简洁化,图像化,能够加强学生对天体运动的理解.     

v-t图像法在"物体追逐"问题中的应用

在运动学中,物体追逐问题是令学生比较头疼的问题,文章以一道试题为例子,讲述v-t图像法的应用技巧,展现了v-t图像法的巧妙之处.