Question

如圖所示為一質譜儀的構造原理示意圖,整個裝置處于真空環境中,離子源N可釋放出質量均為m、電荷量均為q(q>0)的離子.離子的初速度很小,可忽略不計.離子經S₁、S₂間電壓為U的電場加速后,從狹縫S₃進入磁感應強度大小為B、方向垂直于紙面向外的勻強磁場中,沿著半圓運動到照相底片上的P點處,測得P到S₃的距離為x.求:

(1)離子經電壓為U的電場加速后的速度v;

(2)離子的比荷(q/m)

 

Answer 1

(1)  (2)

解析:(1)離子經S₁、S₂間電壓為U的電場加速,根據動能定理

                                                        

所以                     ①                    

(2)設離子進入磁場后做勻速圓周運動速率為v,半徑為R.

洛倫茲力提供向心力       ②                     

又因   R=x    ③                                      

聯立①②③,解得             

1