Question

材料一：在現(xiàn)代物理學中，為了深入到原子核內(nèi)部，進一步研究物質(zhì)的微觀結構和相互作用的規(guī)律，人們用能量很高的帶電粒子去轟擊各種原子核，觀察它們的變化情況.早期制成的加速器就是利用高壓電源的電勢差來加速帶電粒子的.這種類型的加速器受到實際所能達到的電勢差的限制，粒子獲得的能量并不太高.1932年美國物理學家勞倫斯發(fā)明了回旋粒子加速器.如圖所示，下圖為回旋粒子加速器的工作原理圖，AA′間有一交變電場，在中心A₀處有粒子源，以一定的初速度v₀垂直進入勻強磁場中，在磁場中做勻速圓周運動，經(jīng)過一段時間到達A₁時，在A₁A₁′處受到電場的加速，速率增加到v₁.粒子以速率v₁在磁場中做勻速圓周運動，又經(jīng)過一段時間，到達A₂′，在A₂′A₂處粒子又一次受到電場的加速，速率增加到v₂.如此繼續(xù)下去，每當粒子運動到AA′間時，速率都將一步一步地增大.

材料二：根據(jù)愛因斯坦的狹義相對論觀點，相對論的質(zhì)量速率公式：m=

其中m₀表示物體靜止時的質(zhì)量，m表示物體以速率v運動時的質(zhì)量，c表示光速，若質(zhì)點的速率遠小于光速，則m→m₀，質(zhì)量保持不變，回到牛頓經(jīng)典力學的觀點.

根據(jù)以上材料回答問題：

(1)為了保證帶電粒子在回旋加速器中如圖所示的那樣不斷被加速，帶電粒子的運動周期T₁與交變電場的周期T₂之間的關系為_____________.

(2)在20世紀30年代末發(fā)現(xiàn)，這種回旋加速器加速質(zhì)子時，最高能量僅能達到20 MeV，要想進一步提高質(zhì)子的速度很困難，這是因為_________________________________________.

Answer 1

(1)T₁=T₂

(2)速度越大，粒子的質(zhì)量發(fā)生變化，帶電粒子的運動周期T=，與交變電場的周期不同步，不能對粒子繼續(xù)進行加速