Question

行時(shí)間質(zhì)譜儀主要由脈沖閥、激光器、加速電場(chǎng)、偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)和探測(cè)器組成，可以對(duì)氣體分子進(jìn)行分析。如圖所示,脈沖閥P噴出微量氣體，經(jīng)激光照射產(chǎn)生不同價(jià)位的離子，自a板小孔進(jìn)入a、b間的加速電場(chǎng)，從b板小孔射出，沿中線方向進(jìn)入M、N板間的偏轉(zhuǎn)控制區(qū)，到達(dá)探測(cè)器。已知加速電場(chǎng)a、b板間距為d，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)極板M、N的長(zhǎng)度為L(zhǎng)₁，寬度為L(zhǎng)₂。不計(jì)離子重力及進(jìn)入a板時(shí)的初速度。

（1）設(shè)離子比荷為k（k=q/m），若a、b間的加速電壓為U₁，試求離子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的初速度v₀；
（2）當(dāng)a、b間的電壓為U₁時(shí)，在M、N間加上適當(dāng)?shù)碾妷篣₂，離子從脈沖閥P噴出到到達(dá)探測(cè)器的全部飛行時(shí)間為t。請(qǐng)推導(dǎo)出離子k比荷的表達(dá)式；
（3）在某次測(cè)量中探測(cè)器始終無(wú)法觀察到離子，分析原因是離子偏轉(zhuǎn)量過(guò)大，打到極板上，請(qǐng)說(shuō)明如何調(diào)節(jié)才能觀察到離子（無(wú)需論證）？

Answer 1

1）      （3分）
（2）      （5分）
（3）減小偏轉(zhuǎn)電壓U₂，或增大加速電壓U₁

解析