Циклотронная частота связана с ускорением заряженных частиц в циклотроне следующим образом: ускорение происходит благодаря электрическому полю высокой частоты, которая совпадает с частотой обращения частиц внутри циклотрона (циклотронной частотой), или кратна ей. 12

Пока скорость частиц существенно меньше скорости света, частота их обращения остаётся постоянной: рост скорости компенсируется увеличением радиуса орбиты. 3 Благодаря этому частица всегда подлетает к зазору через одинаковые интервалы времени, и поэтому на края зазора можно подавать переменное напряжение известной и строго фиксированной частоты. 3

Однако для релятивистских частиц (с высокой энергией) частота обращения начинает зависеть от энергии. 1 В таком случае частица с каждым оборотом пересекает ускоряющий зазор при меньших значениях напряжения и получает всё меньше энергии, пока не попадёт в область отрицательных значений напряжённости и ускорение не прекратится. 4