Question

有一种质谱仪的结构如图所示．带电粒子经过S₁和S₂之间的电场加速后，进入P₁、P₂之间的狭缝．P₁、P₂之间存在着互相正交的磁场B₁和电场E，只有在这一区域内不改变运动方向的粒子才能顺利通过S_O上的狭缝，进入磁感应强度为B₂的匀强磁场区域后做匀速圆周运动，打在屏A′A上，并发出亮光．记录下亮光所在的位置，量取狭缝到亮光的距离d，即可求出带电粒子的比荷，简述其原理．

 

Answer 1

答案：
解析：

解析：设加速电场加速电压为U，可求得带电粒子进入速度选择器时的速度v，根据平衡条件知道，只有速度为v的带电粒子才能被选择．粒子做匀速圆周运动时，根据洛伦兹力充当向心力，建立q/m的关系．在P1、P2之间，由qvB1＝qE可知，只有速度为v＝E/B1的粒子才能通过．这一装置叫速度选择器，SO以下的空间只存在磁场B2，不存在电场，带电粒子在洛伦兹力的作用下将做半径为R()的匀速圆周运动．qvB2＝mv2/R即qB2＝mE/B1R 由上式得，式中B1、B2是人为加上去的，R可测量，这样便可以求带电粒子的比荷q/m. 答案：原理(略) 说明：质谱仪的主要原理是带电粒子在磁场中的偏转，在现代科学技术中有着重要作用．要注意对质谱仪原理的理解和带电粒子运动过程的分析．