Question

如圖所示，質譜儀由加速電場、靜電分析器和磁分析器組成，若靜電分析器的通道內存在均勻輻向分布的電場，通道軸線半徑為R，靜電分析器內的電場強度為E，磁分析器內的磁感應強度為B，現(xiàn)使電量為q，質量為m的離子從靜止開始經加速電場加速后沿圖示的虛線通過靜電分析器。
（1）加速電場的電壓U為多大？
（2）離子由O點進入磁分析器后，最終打到乳膠片上的位置A，A點距離入射點O多遠？
（3）若有一群帶電粒子，從靜止起經加速電場加速，又經過靜電分析器和磁分析器后落在同一點A，問該群帶電粒子有什么共性。

Answer 1

（18分）解答：（1）離子在加速電場中加速時，有................... ①（3分）在靜電分析器中做勻速圓周運動，離子所受的電場力提供同心力，即............................................................................ ②（3分）聯(lián)立①、②兩式可得................................................ ③（2分）（2）離子進入磁場中的磁分析器中做勻速圓周運動，洛侖茲力提供向心力.......................................................................... ④（3分）由②式和④式可得 則 ..................................................... ⑤（3分）（3）由⑤式可知，若一群帶電粒子從靜止開始加速，又經靜電分析器和磁分析器后落在同一點A，則有 ..................................................................................................... ⑥（2分）只要該群帶電粒子是比荷相同的帶正電的粒子即可（2分）