(加試題)有一種質譜儀由靜電分析器和磁分析器組成,其簡化原理如圖所示.左側靜電分析器中有方向指向圓心O、與O點...
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問題詳情:
(加試題)有一種質譜儀由靜電分析器和磁分析器組成,其簡化原理如圖所示.左側靜電分析器中有方向指向圓心O、與O點等距離各點的場強大小相同的徑向電場,右側的磁分析器中分佈着方向垂直於紙面向外的勻強磁場,其左邊界與靜電分析器的右邊界平行,兩者間距近似為零.離子源發出兩種速度均為v0、電荷量均為q、質量分別為m和0.5m的正離子束,從M點垂直該點電場方向進入靜電分析器.在靜電分析器中,質量為m的離子沿半徑為r0的四分之一圓弧軌道做勻速圓周運動,從N點水平*出,而質量為0.5m的離子恰好從ON連線的中點P與水平方向成θ角*出,從靜電分析器*出的這兩束離子垂直磁場方向*入磁分析器中,最後打在放置於磁分析器左邊界的探測板上,其中質量為m的離子打在O點正下方的Q點.已知OP=0.5r0,OQ=r0,N、P兩點間的電勢差,,不計重力和離子間相互作用.
(1)求靜電分析器中半徑為r0處的電場強度E0和磁分析器中的磁感應強度B的大小;
(2)求質量為0.5m的離子到達探測板上的位置與O點的距離l(用r0表示);
(3)若磁感應強度在(B—△B)到(B+△B)之間波動,要在探測板上完全分辨出質量為m和0.5m的兩束離子,求的最大值
【回答】
(1),;(2);(3)12%
【詳解】
(1)徑向電場力提供向心力:
(2)由動能定理:
或
解得
(3)恰好能分辨的條件:
解得
知識點:帶電粒子在電場中的運動
題型:解答題