Page 10 - Bab 3 Medan Magnet

menumbuk suatu sasaran yang ditempatkan di dalam siklotron atau meninggalkan siklotron dengan

bantuan “magnet pembelok” dan diarahkan ke suatu sasaran eksternal. Tegangan yang diberikan ke
kedua bidang setengah lingkaran untuk menghasilkan percepatan haruslah bolak-balik. Ketika
proton-proton sedang bergerak ke kanan melintasi celah, bidang yang kanan haruslah negatif dan

yang kiri positif (medan listrik E berarah dari polaritas + ke polaritas – dan untuk muatan positif
seperti proton, besar gaya pemercepat F = q E dan searah dengan arah medan listrik E).

Partikel bermuatan yang bergerak dengan kecepatan v tegak lurus terhadap medan magnetik B
menempuh lintasan melingkar dengan jari-jari r. Gaya sentripetal penyebab gerak melingkar berasal

dari gaya Lorentz, sehingga diperoleh:

=

Waktu yang diperlukan untuk satu putaran lengkap adalah priode T, di mana:

Frekuensi f, dari tegangan bolak-balik yang diberikan harus sama dengan frekuensi proton-proton

yang bergerak melingkar. Dengan demikian, frekuensi siklotron adalah :

dengan,
f = frekuensi siklotron (Hz)

q = muatan proton (1,6 x 10-19 C)
m = massa proton (1,67 x 10-27 kg)
B = induksi magnetik yang dihasilkan pasangan magnet (Wb/m2 atau T)

Frekuensi dari tegangan bolak-balik yang diberikan, tidak bergantung pada jari-jari r. Karena itu,
frekuensi tidak harus diubah ketika partikel (proton) mulai dari sumber dan dipercepat untuk

menempuh jari-jari yang makin lama makin besar.
Energi kinetik maksimum partikel bermuatan (proton) ketika keluar dari siklotron, yaitu:

Energi kinetik yang diperlukan proton-proton sama dengan energi yang akan diperoleh proton-
proton jika proton-proton dipercepat melalui beda potensial yang cukup besar.

12