本课程希望帮助学生掌握现代粒子加速器物理中的基础知识，了解加速器物理中的主要研究课题。要求学生对加速器的历史和前沿有基本的了解，对加速器的加速原理和加速器物理中的线性理论有较深入的理解，对非线性理论和束流集体效应有基本的理解。

1.	高频直线加速器简介。
2.	束流和束团的概念，电子和质子加速器的主要区别，行波和驻波加速。
教学重点与难点：束流和束团的概念，行波和驻波加速的区别。
3.	高频直线加速器加速场的特点，加速过程中的同步问题，相速，群速，弗洛克定理，色散曲线，通带和禁带。
教学重点与难点：相速，色散曲线
4.	加速结构的基本参数，包括分路阻抗、品质因数、Zs/Q、群速、衰减常数、工作频率、工作模式。
教学重点与难点：分路阻抗、品质因数、衰减常数、工作频率、工作模式。
5.	等阻抗加速结构和等梯度加速结构，包括二者各自的特点、场和功率沿纵向的分布情况。
教学重点与难点：等阻抗加速结构和等梯度加速结构的区别，以及电场沿纵向的分布。
6.	电子枪简介，电子直线加速器预注入器，聚束系统原理，能量增益，渡越时间因子。
教学重点与难点：聚束系统原理，能量增益，渡越时间因子。
7.	高频功率源和脉冲压缩器，同步加速相位，自动稳相原理。
教学重点与难点：同步加速相位，自动稳相原理。
8.	纵向运动方程，相稳定区，刘维定理，小振幅相振荡。
教学重点与难点：纵向运动方程的推导，相稳定区。
9.	加速场的横向分量及其对束流的影响，螺线管磁铁、偏转磁铁、四极磁铁简介。
教学重点与难点：加速场的横向分量及其对束流的影响。
10.	四极磁铁的磁场，横向运动方程及其矩阵解，传输矩阵，行波加速管的传输矩阵。
教学重点与难点：横向运动方程的推导，传输矩阵。
11.	FODO结构，周期结构的稳定条件，束流相空间，刘维定理，发射度，归一化发射度，束流相椭圆。
教学重点与难点：束流相空间，刘维定理，发射度，归一化发射度，束流相椭圆。
12.	Twiss参数，束流特性矩阵。
教学重点与难点：Twiss参数的意义，束流特性矩阵。
13.	正电子源，磁铁的有效长度，束流接受度，束流匹配，相空间的丝化。
教学重点与难点：束流接受度，束流匹配。
14.	发射度测量，偏转磁铁和边缘角，能散和色散效应，低能段的空间电荷效应。
教学重点与难点：发射度测量，边缘角，能散和色散效应，低能段的空间电荷效应。
15.	尾场效应，短程尾场和长程尾场，BBU，尾场势，横向尾场函数，纵向尾场函数，束流负载效应。
教学重点与难点：尾场势，横向尾场函数，纵向尾场函数。
16.	单束团纵向尾场效应，多束团纵向尾场效应，单束团横向尾场效应。
教学重点与难点：单束团纵向尾场效应，单束团横向尾场效应。
17.	质子直线加速器常用的加速结构，渡越时间因子和等效分路阻抗。
教学重点与难点：渡越时间因子和等效分路阻抗。
18.	驻波加速结构，加速模式，RFQ。
教学重点与难点：加速模式，RFQ。
19.	DTL，SDTL，CCL，CSNS简介。
教学重点与难点：DTL
20.	直线加速器部分回顾和总结。
21.	早期环形加速器的介绍。
22.	如何设计储存环，导出二极铁、四极铁以及多极铁的场方程。
教学重点与难点：场分布的复数表示
23.	铁轭型和电流型磁铁。
教学重点与难点：线电流的磁场，cosθ磁铁
24.	束流产生的场；空间电荷力；束流位置探测器。
教学重点与难点：空间电荷力，镜像电流
25.	从 Lorentz 方程出发推导横向运动方程
教学重点与难点：横向运动方程的推导
26.	介绍运动的矩阵表示形式，二极铁的边缘场及单圈传输映射
教学重点与难点：边缘场的传输映射，单圈传输映射的特性
27.	引入 Courant-Snyder 参数
教学重点与难点：Courant-Snyder参数的物理意义
28.	束流分布和发射度
教学重点与难点：发射度在束流传输中的不变性
29.	Twiss 参数的传输变化和工作点
教学重点与难点：Twiss参数在直线节和四极铁中的变化，工作点的物理意义
30.	二极场误差效应
教学重点与难点：闭轨畸变，整数共振
31.	四极场误差
教学重点与难点：beta函数畸变，半整数共振
32.	响应矩阵的应用介绍
教学重点与难点：LOCO方法
33.	线性横向耦合
教学重点与难点：差共振、和共振；solenoid的传输映射
34.	非线性共振及远离共振的平滑近似
教学重点与难点：带有薄透镜非线性元件的一维运动；平滑近似；非线性的和、差共振
35.	色散函数
教学重点与难点：色散函数的定义；色散函数的两种物理图像
36.	FODO节中的色散函数和消色散节
教学重点与难点：色散函数的传输变换
37.	色品及其校正
教学重点与难点：自然色品、校正色品，六极铁在色品校正中的作用
38.	高频腔的基本物理模型
教学重点与难点：Pill box 腔的特性
39.	相稳定原理和纵向运动的微分形式
教学重点与难点：动量压缩因子，transition energy与横向工作点的关系，纵向工作点
40.	纵向运动的差分形式；RF bucket；粒子在相空间中的运动
教学重点与难点：纵向运动的非平滑近似
41.	粒子纵向运动的振荡频率（教学重点）
教学重点与难点：小幅振荡与大幅振荡的差别；纵向运动中的非线性效应
42.	同步辐射的简要介绍
43.	纵向阻尼的计算
教学重点与难点：纵向阻尼与单圈辐射能量U0的关心，Damping partition number Jz
44.	横向阻尼的计算（教学重点与难点）
教学重点与难点：横向阻尼与单圈辐射能量U0的关心，Damping partition number Jx、Jy
45.	Robinson 和定理；能散度和束长的计算（辐射导致）
教学重点与难点：辐射阻尼相关的不同事件的时间尺度，能散度的计算
46.	水平发射度和垂直发射度（辐射导致）
教学重点与难点：水平、垂直发射度的计算，水平方向的相空间分布，辐射相关的 scaling law
47.	束流尾场与阻抗
教学重点与难点：尾场和阻抗的定义，物理意义及性质。
48.	束流集体效应
教学重点与难点：各种主要束流不稳定性的发生原因，阈值，克服办法。
49.	束流与外来粒子相互作用
教学重点与难点：束流与外来粒子相互作用的机制，对束流的影响，克服办法
50.	束流寿命
教学重点与难点：各种束流寿命的决定因素，提高束流寿命的方法。
51.	环形加速器设计方法
教学重点与难点：各主要物理参数的决定方法，与主要硬件系统参数的关系。
52.	单粒子动力学的程序介绍
53.	加速器设计软件使用
54.	单粒子跟踪的数值方法
55.	束流频谱（教学难点）
56.	对撞机亮度
57.	讨论课
58.	讨论课
59.	讨论课
60.	习题课

教学手段与方法：
讲课幻灯片为主、板书为辅；
布置题目，学生课外调研，然后主讲讨论课；锻炼学生调研、自学的能力。
通过习题课讲解，梳理讲课内容回顾重要知识点。

考核方式：
平时作业（30%）+闭卷考试（70%）

S.Y. Lee, 《加速器物理》
H．Wiedemann，《加速器物理》
各类加速器学校教学材料