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サイクロトロンシミュレーション-ウェブ上で粒子が加速できる!

素粒子物理で使われる加速器、サイクロトロンをウェブ上で実行・観察できるサイトツールです。

上の埋め込み内でも使えますが、うまく動かない・大きなページで使いたいというときは、元のサイクロトロンシミュレーションページへ(新しいタブで開きます)。

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サイクロトロンとは

物理の世界でよく登場する「サイクロトロン」。

これは、磁場と電場を使って、荷電粒子(プラスやマイナスの電気をもつ粒子)を加速する装置です。

荷電粒子が徐々に速くなり、回転半径を大きくしながら渦を描くのが特徴的です。

このサイクロトロンの動作を、ウェブ上で体験できるシミュレーションツールをつくりました。

専門的な知識がなくても、
スライダーを動かすだけで、粒子の加速・回転・衝突の様子を観察できます。

学習用にも、ちょっとした暇つぶしにもおすすめのツールです。


サイクロトロンシミュレーションの使い方(手順)

① 初期設定を調整する

画面上部または左側にある スライダー を操作して、

  • 粒子の初速(スピード)
  • 磁場の強さ

を設定しましょう。

これらの値によって、粒子の回転半径やスピードが大きく変わります。

数値が高すぎると、粒子がサイクロトロンの外に出る前に逸れてしまうこともあります。
まずは中間くらいの数値から試してみるのがおすすめです。


② 粒子の軌道を観察する

「スタート」ボタンを押すと、
粒子が中心付近から加速を始め、渦を描くように外側に進みます

この動きは、磁場によって生まれる「ローレンツ力」の影響によるもの。

ぐるぐる回転しながら徐々にスピードが上がり、軌道半径が広がっていきます。


③ 射出口から飛び出し、ターゲットを狙う!

うまく磁場と速度のバランスが取れると、
粒子はサイクロトロンの「射出口」から飛び出し、ターゲットに向かって一直線!

ターゲットに命中すると、「ヒット!」というメッセージが表示されます。

命中するかどうかは、スライダー設定によるので、何度か調整してみましょう。

「強すぎ」「弱すぎ」「角度ミス」など、いろんな失敗も楽しめます。


⚠️ 注意ポイント

  • 磁場が強すぎると、はじめは粒子がずっと小さな円を描いて広がるのに時間がかかります。
  • 初速が速すぎると、コントロール不能になることも
  • HIT しなくても、軌道の観察自体が学習になります!

📌 サイクロトロンシミュレーションまとめ

  • サイクロトロンの動きを ウェブ上で体験できるツール
  • スライダーで初速と磁場の強さを調整
  • 粒子は 渦巻状に加速しながら外側へ進む
  • 射出口を通過して ターゲットに命中すれば「ヒット!」
  • 物理現象を 直感的に理解できる教育用にも◎

誰でもゲーム感覚で簡単に操作できて、物理の世界をリアルに体験できるこのツール。
学びにも遊びにもピッタリです!

ぜひ、あなたも 粒子加速のシミュレーションに挑戦してみてください!

haccle