1998年6月2日，我国科学家研究的阿尔法磁谱仪由“发现号”航天飞机搭载升空，用于探测宇宙中是否有反物质和暗物质，所谓反物质的原子（反原子）是由带负电的反原子核和核外的正电子组成，反原子核由反质子和反中子组成．与

1 1

H、

1 0

n、

1 -1

e等物质粒子相对应的

1 -1

H、

1 0

n、

0 1

e等称为反粒子．由于反粒子具有相应粒子完全相同的质量及相反的电荷，故可用下述方法探测．如图所示，设图中各粒子或反粒子沿垂直于匀强磁场B即射线OO'的方向进入截面为MNPQ的磁谱仪时速度相同，且氢原子核（

1 1

H）在Ox轴上的偏转位移x₀恰为其轨迹半径的一半，试预言反氢核（

1 -1

H）和反氦核（

4 -2

He）的轨迹及其在Ox轴上的偏转位移x₁和x₂．如果预言正确，那么当人们观测到上述这样的轨迹，就证明已经探测到了反氢和反氦的核．

1998年6月2日，我国科学家研究的阿尔法磁谱仪由“发现号”航天飞机搭载升空，用于探测宇宙中是否有反物质和暗物质，所谓反物质的原子（反原子）是由带负电的反原子核和核外的正电子组成，反原子核由反质子和反中子组成．与

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H、

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n、

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e等物质粒子相对应的

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H、

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e等称为反粒子．由于反粒子具有相应粒子完全相同的质量及相反的电荷，故可用下述方法探测．如图所示，设图中各粒子或反粒子沿垂直于匀强磁场B即射线OO'的方向进入截面为MNPQ的磁谱仪时速度相同，且氢原子核（

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H）在Ox轴上的偏转位移x₀恰为其轨迹半径的一半，试预言反氢核（

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H）和反氦核（

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He）的轨迹及其在Ox轴上的偏转位移x₁和x₂．如果预言正确，那么当人们观测到上述这样的轨迹，就证明已经探测到了反氢和反氦的核．

如图甲所示，两平行金属板的板长l=0.20 m，板间距d=6.0×10^-2 m，在金属板右侧有一范围足够大的方向垂直于纸面向里的匀强磁场，其边界为MN，与金属板垂直。金属板的下极板接地，上极板的电压u随时间变化的图线如图乙所示，匀强磁场的磁感应强度B=1.0×10^-2 T。现有带正电的粒子以v₀=5.0×10⁵ m/s的速度沿两板间的中线OO'连续进入电场，经电场后射入磁场。已知带电粒子的比荷，粒子的重力忽略不计，假设在粒子通过电场区域的极短时间内极板间的电压可以看作不变，不计粒子间的作用(计算中取tan15°=4/15)。
(1)求t=0时刻进入的粒子，经边界MN射入磁场和射出磁场时两点间的距离；
(2)求t=0.30 s时刻进入的粒子，在磁场中运动的时间；
(3)试证明：在以上装置不变时，以v₀射入电场比荷相同的带电粒子，经边界MN射入磁场和射出磁场时两点间的距离都相等。