在同步加速器或其他圓形加速器中，加速腔頻率通常等於粒子束迴旋頻率的整倍數，這個數稱為諧波數。
基本介紹
- 中文名：諧波數
- 外文名：hamonic number
同步加速器（synchrotron）,加速腔,諧波,
在同步加速器或其他圓形加速器中，加速腔頻率通常等於粒子束迴旋頻率的整倍數，這個數稱為諧波數。由自動穩相原理可以知道，在同步加速器中這個數也正是粒子相振盪穩定區的數目。
同步加速器（synchrotron）
是一種環形加速器。由於彎轉磁場隨粒子能量同步調整，因而在整個加速過程中粒子運動的理想軌道保持不變。
它的環形磁鐵系統，通常採用交變梯度強聚焦結構，把粒子束約束在一個環形真空室中旋轉幾十萬圈也不致丟失。環上有規律地留有若千個間隔，稱做直線節，用以設定注入、引出系統和高頻加速站。加速站上設定高頻加速腔,使粒子通過高頻電場而加速。
粒子能量的增加，它的慣性離心力也隨之增大。要把粒子約束在一個不變的閉合軌道附近，導向磁場必須隨粒子能量的增長而同步增強，以便保持洛倫茲力和慣性離心力的平衡。當粒子達到最終能量之後引出，磁場再回復到注入狀態。這個過程稱做一個循環。
同步加速器可以加速質子和重離子。粒子在 一個不變的閉合軌道上旋轉,周長保持不變；粒子能量的增長，速度隨之加快，因而旋轉周期縮短。要保證粒子受到高頻電場的諧振加速，必須使高頻電場的頻率隨之不斷提高。
它也可以加速電子。電子的靜止能量小，注入到同步加速器中時，它的能量增長，主要表現為相對論性質量的增長，而速度始終接近光速，因而旋轉頻率不變，高頻電場的頻率也是不變的。
它是脈衝工作的，一般每秒有一兩個脈衝。流強約每秒10粒子。為了提高流強，可把重複率提高到每秒幾十次。
加速腔
利用高頻場諧振加速帶電粒子的筒形體，統稱為加速腔。加速腔結構繁多，其最基本的是同軸諧振腔列。
在頻率合適的功率源激勵下,諧振腔內建立起一定模式的電磁場，內導體之間產生集中的高頻電場，粒子在合適的高頻相位上通過電場時,即得到加速。
諧波
從嚴格的意義來講，諧波是指電流中所含有的頻率為基波的整數倍的電量，一般是指對周期性的非正弦電量進行傅立葉級數分解，其餘大於基波頻率的電流產生的電量。從廣義上講，由於交流電網有效分量為工頻單一頻率，因此任何與工頻頻率不同的成分都可以稱之為諧波，這時”諧波”這個詞的意義已經變得與原意有些不符。正是因為廣義的諧波概念，才有了“分數諧波”、“間諧波”、“次諧波”等等說法。
