Question

【題目】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產生的各種不同正離子束速度可看作為零，經加速電場加速電場極板間的距離為d、電勢差為加速，然后垂直進入磁感應強度為B的有界勻強磁場中做勻速圓周運動，最后到達記錄它的照相底片P上設離子在P上的位置與入口處之間的距離為x．

求該離子的荷質比；

若離子源產生的是帶電量為q、質量為和的同位素離子，它們分別到達照相底片上的、位置圖中末畫出，求、間的距離．

Answer 1

【答案】（1） （2）

【解析】

（1）根據粒子在磁場中的運動半徑，通過半徑公式求出粒子的速度，再根據動能定理得出粒子的比荷．
（2）根據動能定理、半徑公式求出粒子打到照相機底片上位置與入口處的距離，從而求出P1、P2間的距離△x．

(1)離子在電場中加速，由動能定理得：；

離子在磁場中做勻速圓周運動，由牛頓第二定律得：

由①②式可得：

(2)由①②式可得粒子在磁場中的運動半徑是，則：

對離子，同理得：

則照相底片上、間的距離：；