Question

（2013四川省宜賓市一診）質譜儀是一種測定帶電粒子質量和分析同位素的重要儀器，它的構造原理如圖所示。從粒子源S處放出的速度大小不計、質量為m、電荷量為q的正離子，經電勢差為U的加速電場加速后，垂直進入一個磁感應強度為B的勻強磁場后到達記錄它的照相底片P上。試問：

（1）若測得離子束流的電流為I，則在離子從S₁處進入磁場到達P的時間內，射到照相底片P上的離子的數目為多少？

（2）若測得離子到達P上的位置到入口處S1的距離為a，且已知q、U、B，則離子的質量m為多少？

（3）假如離子源能放出氕（H）、氘（H）、氚（H）三種離子，質譜儀能夠將它們分開嗎？

Answer 1

由此式可知，經同一加速電場加速后進入同一偏轉磁場，離子在磁場中運動的半徑與離子的質量和電荷量的比值有關，該質譜儀的離子源能放出的氕（H）、氘（H）、氚（H）三種離子的質量和電荷量的比值分別為1、2、3，所以質譜儀能夠將它們分開。