Question

离子显微镜由半径约为10cm的球形玻璃容器和一根钨针组成，钨针的针尖在容器的中心，如图B-3所示，针尖的表面可以看做是半径非常小的球面.近代金属加工技术可以做到使这个球面半径约为5×10^-6cm.在球形容器的内表面涂上一薄层导电物质，像电视荧光屏那样，在快速粒子的打击下可以发光.在导电层和针尖之间加上高电压，使导电层带负电，针尖带正电.在球形容器中充满低压氦气，当无规则运动的氦原子与针尖上的钨原子碰撞时，由于氦原子失去电子成为正离子，氦离子在电场力作用下沿球半径运动，以很大的速度打到球形容器的内表面上使之发光，这样，就出现了钨针针尖上原子分布的图样.如图所示，弧长ab表示相邻两个钨原子间的距离，弧长AB表示它们在球形容器内表面上的像之间的距离，现测得弧长AB=4×10^-2cm，试计算：
（1）离子显微镜的放大率（即观察到的像长与实际物长之比）；
（2）估算钨原子的直径.

Answer 1

1）2×10⁴.（2）2×10^-10m.

解：（1）由题意知离子显微镜放大率n==2×10⁴
（2）ab为两钨原之间的实际距离，亦等于一个钨原子的直径D.
故D=ab=×4×10^-2cm=2×10^-10m.

【试题分析】