Question

質譜儀是一種測定帶電粒子質量和分析同位素的重要工具.它的構造原理如圖所示，離子源S產生電荷量為q的某種正離子，離子產生時的速度很小，可以看作是靜止的，離子經過電壓U加速后形成離子流，然后垂直于磁場方向進入磁感應強度為B的勻強磁場，沿著半圓周運動而到達記錄它的照相底片P上。實驗測得，它在P上的位置到入口處S₁的距離為a，離子流的電流為I。

(1)在時間t內到達照相底片P上的離子的數目為多少？
(2)這種離子的質量為多少？

Answer 1

(1) (2)

試題分析：(1) 離子流的電流為I ，時間t內到達照相底片P上的離子的，
所以達照相底片P上的離子的數目
(2) 粒子在電場中加速出射速度為v，由動能定理得①
離子在磁場中做勻速圓周運動②
由幾何關系，2R=a③
由以上各式解得：
點評：質譜儀是電場和磁場知識在科技中的應用,利用質譜儀可以測定帶電粒子的質量、比荷、分析同位素．