如图,圆柱桶的一个横截面在
xOy平面内,与
x轴相切于坐标原点
O,圆心为
,半径为
,在与
y轴成
=
角的直径两端开有小孔
和
。现在桶内加匀强磁场,磁感应强度为
,方向平行于轴线向外,该装置就是一个离子速度选择器。离子束以某一入射角从
孔射入,
取值不同,就有不同速率的离子从
孔射出。
x轴下方存在方向沿
x轴正向的匀强电场,其右边界上放置一个与
y轴平行、间距为
的挡板,板上开有小孔
(与
、
、
共线),紧靠
孔处安放一离子探测器。当离子源
S以入射角
对准
孔发射某种正离子,电场场强大小为
时,探测器检测到有离子射入。不计离子重力和离子间的作用,打在桶壁和挡板上的离子不再反弹。试求:
(1)射入探测器上的离子的比荷(电荷量与质量之比);
(2)射入探测器上的离子在磁场和电场中运动的时间之比。