題目列表(包括答案和解析)
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質(zhì)譜儀是一種測定帶電粒子質(zhì)量和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、帶電量為q的某種正離子,離子產(chǎn)生出來時(shí)速度很小,可以看作是靜止的。粒子從容器A下方小孔S1飄入電勢差為U的加速電場,然后經(jīng)過小孔S2和S3后沿著與磁場垂直的方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,最后打到照相底片D上。
(1)小孔S1和S2處的電勢比較,哪處的高?在小孔S1和S2處的電勢能,哪處高?如果容器A接地且電勢為0,則小孔S1和S2處的電勢各為多少?(設(shè)小孔極小,其電勢和小孔處的電極板的電勢相同)
(2)求粒子進(jìn)入磁場時(shí)的速率和粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑。
(3)如果從容器下方的S1小孔飄出的是具有不同的質(zhì)量的帶電量為q的正離子,那么這些粒子打在照相底片的同一位置,還是不同位置?如果是不同位置,那么質(zhì)量分別為的粒子在照相底片的排布等間距嗎?寫出說明。
如圖所示為一質(zhì)譜儀的示意圖,由加速電場、靜電分析器和磁分析器組成.若靜電分析器的通道的半徑為R,均勻輻向分布,離子運(yùn)動(dòng)軌道處電場強(qiáng)度為E,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.試計(jì)算:
(1)為使電荷量為q、質(zhì)量為m的離子從靜止開始經(jīng)加速電場加速后沿圖示的虛線通過靜電分析器,加速電場的電壓U為多大?
(2)離子由O點(diǎn)進(jìn)入磁分析器后,最終打在乳膠片上的位置A,距入射點(diǎn)O多遠(yuǎn)?
(3)若有一群帶電粒子,從靜止起經(jīng)加速電場加速,又經(jīng)過靜電分析器和磁分析器后落點(diǎn)在同一點(diǎn)A,問該群帶電粒子有什么共性?
(1)為使電荷量為q、質(zhì)量為m的離子從靜止開始經(jīng)加速電場加速后沿圖示的虛線通過靜電分析器,加速電場的電壓U為多大?
(2)離子由O點(diǎn)進(jìn)入磁分析器后,最終打在乳膠片上的位置A,距入射點(diǎn)O多遠(yuǎn)?
(3)若有一群帶電粒子,從靜止起經(jīng)加速電場加速,又經(jīng)過靜電分析器和磁分析器后落點(diǎn)在同一點(diǎn)A,問該群帶電粒子有什么共性?
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