એક વીજભારિત કણ સાયક્લોટ્રોનમાં સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં વર્તુળાકાર માર્ગે ગતિ કરે છે. વીજભારિત કણની ગતિઊર્જા તેના પ્રારંભિક મૂલ્ય કરતાં $4$ ગણી થાય છે. તો વીજભારિત કણના વર્તુળાકાર માર્ગની નવી ત્રિજ્યા અને મૂળ ત્રિજ્યાનો ગુણોત્તર શું હશે?

સાયક્લોટ્રોન કે જે પ્રોટોન (દળ $\approx m$) ને પ્રવેગિત કરવા માટે વપરાય છે,તેના ડીઝ (ત્રિજ્યા $\approx R$) પર $f$ આવૃત્તિ ધરાવતું ઓલ્ટરનેટિંગ ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ લાગુ કરવામાં આવે છે. સાયક્લોટ્રોનમાં વપરાતું ઓપરેટિંગ મેગ્નેટિક ફિલ્ડ $(B)$ અને તેના દ્વારા ઉત્પન્ન થતા પ્રોટોન બીમની ગતિઊર્જા $(K)$ નીચે મુજબ છે:

સાયક્લોટ્રોનની ઓસિલેટર આવૃત્તિ $20 MHz$ છે. પ્રોટોનને પ્રવેગિત કરવા માટે જરૂરી ઓપરેટિંગ ચુંબકીય ક્ષેત્ર કેટલું હશે ($T$ માં)? (પ્રોટોનનો વીજભાર $= 1.6 \times 10^{-19} C$,પ્રોટોનનું દળ $= 1.67 \times 10^{-27} kg$)

સાયક્લોટ્રોનનો ઉપયોગ પ્રોટોન $\left({ }_{1}^{1} H\right)$,ડ્યુટેરોન $\left({ }_{1}^{2} H\right)$ અને $\alpha$-કણો $\left({ }_{2}^{4} He\right)$ ને પ્રવેગિત કરવા માટે થાય છે. સમાન પરિસ્થિતિઓમાં બહાર નીકળતી વખતે,ન્યૂનતમ ગતિ ઊર્જા $(KE)$ કોના દ્વારા મેળવવામાં આવે છે?

સાયક્લોટ્રોનની ઓસિલેટર આવૃત્તિ $10 \text{ MHz}$ છે અને કાર્યરત ચુંબકીય ક્ષેત્ર $0.66 \text{ T}$ છે. જો તેના 'ડીઝ' (dees) ની ત્રિજ્યા $60 \text{ cm}$ હોય, તો એક્સિલરેટર દ્વારા ઉત્પન્ન થયેલા પ્રોટોન બીમની ગતિઊર્જા કેટલી હશે ($\text{ MeV}$ માં)?

$1\, T$ ના ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ભ્રમણ કરતા ઇલેક્ટ્રોનની સાયક્લોટ્રોન આવૃત્તિ આશરે કેટલી હોય?