Question

行時間質譜儀主要由脈沖閥、激光器、加速電場、偏轉電場和探測器組成，可以對氣體分子進行分析。如圖所示,脈沖閥P噴出微量氣體，經激光照射產生不同價位的離子，自a板小孔進入a、b間的加速電場，從b板小孔射出，沿中線方向進入M、N板間的偏轉控制區，到達探測器。已知加速電場a、b板間距為d，偏轉電場極板M、N的長度為L₁，寬度為L₂。不計離子重力及進入a板時的初速度。

（1）設離子比荷為k（k=q/m），若a、b間的加速電壓為U₁，試求離子進入偏轉電場時的初速度v₀；

（2）當a、b間的電壓為U₁時，在M、N間加上適當的電壓U₂，離子從脈沖閥P噴出到到達探測器的全部飛行時間為t。請推導出離子k比荷的表達式；

（3）在某次測量中探測器始終無法觀察到離子，分析原因是離子偏轉量過大，打到極板上，請說明如何調節才能觀察到離子（無需論證）？

 

Answer 1

1）      （3分）

（2）       （5分）

（3）減小偏轉電壓U₂，或增大加速電壓U₁

解析:略