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飞行时间质谱仪可对离子进行分析．如图所示，在真空状态下，脉冲阀P喷出微量气体，经激光照射产生电荷量为q、质量为m的正离子，自a板小孔进入a、b间的加速电场，从b板小孔射出
网友投稿 2022-11-05 00:00:00 互联网
◎ 题目
飞行时间质谱仪可对离子进行分析．如图所示，在真空状态下，脉冲阀P喷出微量气体，经激光照射产生电荷量为q、质量为m的正离子，自a板小孔进入a、b间的加速电场，从b板小孔射出，沿中线方向进入M、N板间的偏转控制区，到达探测器．已知a、b板间距为d，极板M、N的长度和间距均为L，a、b间的电压为U
1
，M、N间的电压为U
2
．不计离子重力及进入a板时的初速度．求：
（1）离子从b板小孔射出时的速度
（2）求离子自a板小孔进入加速电场至离子到达探测器的全部飞行时间．
（3）为保证离子不打在极板上，U
2
与U
1
的应满足的关系．
◎ 答案
（1）由动能定理：
q
U
1
=
1
2
m
v
2
得
v=
2q
U
1
m
（2）离子在a、b间的加速度
a
1
=
q
U
1
md
在a、b间运动的时间
t
1
=
v
a
1
=
2m
q
U
1
?d
在MN间运动的时间：
t
2
=
L
v
=
L
m
2q
U
1
离子达到探测器的时间：
t=
t
1
+
t
2
=(2d+L)
m
2q
U
1
；
（3）在MN间侧移：
y=
1
2
a
2
t
22
=
1
2
q
U
2
mL
L
2
v
2
=
U
2
L
4
U
1
由
y＜
L
2
，得 U
2
＜2U
1
答：（1）离子从b板小孔射出时的速度为
2q
U
1
m
；
（2）离子自a板小孔进入加速电场至离子到达探测器的全部飞行时间为
(2d+L)
m
2q
U
1
；
（3）为保证离子不打在极板上，应保证U
2
＜2U
1
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“飞行时间质谱仪可对离子进行分析．如图所示，在真空状态下，脉冲阀P喷出微量气体，经激光照射产生电荷量为q、质量为m的正离子，自a板小孔进入a、b间的加速电场，从b板小孔射出…”主要考查了你对 【动能定理】，【带电粒子在电场中运动的综合应用】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202211/362961.html
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