首页
>
考试
>
物理
>
高中物理
>
质谱仪
> 正文
返回
打印
织女星与地球相距约2.6×1014km,则地球上看见织女星所发出的光实际上是多少年前发出的?
网友投稿 2023-04-06 00:00:00 零零社区
◎ 题目
有一种质谱仪的工作原理图如图所示,加速电场的电压为U,静电分析器中有会聚电场,即与圆心O
1
等距各点的电场强度大小相同,方向沿径向指向圆心O
1
。磁分析器中以O
2
为圆心、圆心角为90°的扇形区域内,分布着方向垂直于纸面的匀强磁场,其左边界与静电分析器的右边界平行。由离子源发出一个质量为m、电荷量为q的正离子(初速度为零,重力不计),经加速电场加速后,从M点沿垂直于该点的电场方向进入静电分析器,在静电分析器中,离子沿半径为R的四分之一圆弧轨道做匀速圆周运动,并从N点射出静电分析器。而后离子由P点沿着既垂直于磁分析器的左边界,又垂直于磁场方向射入磁分析器中,最后离子沿垂直于磁分析器下边界的方向从Q点射出,并进入收集器。已知磁分析器中磁场的磁感应强度大小为B。
(1)求静电分析器中离子运动轨迹处电场强度E的大小;
(2)求出Q点与圆心O
2
的距离为d;
(3)若仅离子的质量变为m
1
(m
1
≠m),而离子的电荷量q及其他条件不变,试判断该离子能否还从Q点射出磁分析器,并简要说明理由。
◎ 答案
解:(1)设离子进入静电分析器时的速度为v,离子在加速电场中加速的过程中,根据动能定理有
①
离子在静电分析器中做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律有
②
由①②解得
③
(2)离子在磁分析器中做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律有
④
由题意可知,圆周运动的轨道半径r=d ⑤
由②④⑤式解得
⑥
(3)设质量为m
1
的离子经加速电场加速后,速度为v
1
,根据动能定理有
⑦
离子在静电分析器中做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律有
⑧
由①②⑦⑧解得,质量为m
1
的离子在静电分析器中作匀速圆周运动的轨道半径
仍从N点射出静电分析器,由P点射入磁分析器
由②④式可知,离子在磁分析器中做匀速圆周运动的半径
,所以不能沿原来的轨迹从Q点射出磁分析器
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“织女星与地球相距约2.6×1014km,则地球上看见织女星所发出的光实际上是多少年前发出的?…”主要考查了你对 【质谱仪】 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/202304/441914.html
十二生肖
十二星座