Question

【題目】如圖所示為質譜儀的原理圖，利用這種質譜儀可以對氫元素的各種同位素迚行測量。從容器A下方的小孔S1迚入加速電壓為U的加速電場，可以認為從容器出來的粒子初速度為零，粒子被加速后從小孔S2迚入磁感應強度為B的勻強磁場，最后打在照相底片D上，形成a、b、c三條質譜線，關于氫的三種同位素氕、氘、氚迚入磁場時速率最大的是_________；三條譜線中a是粒子形成的_________。（填“氕”、“氘”或“氚”）

Answer 1

【答案】氕 氚

【解析】

[1]．粒子在電場中被加速，由動能定理得；

粒子進入磁場時的速度大小

由于氕氘氚的電荷量q相等、加速電壓U相等、m氕＜m氘＜m氚，則它們的速度關系為：v氕＞v氘＞v氚，即速率最大的是氕；
[2]．粒子進入磁場后做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得：

粒子軌道半徑

由于氕氘氚的電荷量q相等、磁感應強度B相等、加速電壓U相等、m氕＜m氘＜m氚，則R氕＜R氘＜R氚，a、b、c分別對應：氚、氘、氕。