Question

質(zhì)譜儀是一種分析同位素的重要工具，它的構(gòu)造原理如圖所示。離子源S產(chǎn)生質(zhì)量為m、電荷量為q的鉀離子，離子出來(lái)時(shí)速度很小，可視為零。離子經(jīng)過(guò)電勢(shì)差為U的電場(chǎng)加速后，沿著與磁場(chǎng)垂直的方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，經(jīng)半圓周到達(dá)照相底片上的P點(diǎn)。

(1)求粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度；

(2)求P點(diǎn)到入口S1的距離x；

(3)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中由于儀器不完善，加速電壓在平均值U附近變化U，求需要以多大相對(duì)精確度U/U維持加速電壓值，才能使鉀39、鉀41的同位素束在照相底片上不發(fā)生覆蓋。

 

Answer 1

【答案】

（1）? （2） ??????? （3）

【解析】

試題分析：（1）電場(chǎng)加速：?? 解得速度：

（2）磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)：??? 軌道半徑

距離x

（3）設(shè)鉀39、鉀41的質(zhì)量分別為m1、m2，根據(jù)（2）問(wèn)軌道半徑得

鉀39在磁場(chǎng)中的最大半徑

鉀41在磁場(chǎng)中的最小半徑

由題意知：即?

=

考點(diǎn)：本題考查質(zhì)譜儀、帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)