飞行时间质谱仪可对气体分子进行分析.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
◎ 题目
飞行时间质谱仪可对气体分子进行分析.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.不计离子重力及进入a板时的初速度.(1)当a、b间的电压为U1,在M、N间加上适当的电压U2,使离子到达探测器.求离子到达探测器的全部飞行时间. (2)为保证离子不打在极板上,试求U2与U1的关系. |
◎ 答案
(1)在加速过程中,电势能转化为动能,由动能定理有: qU1=
离子在a、b间的加速度为: a1=
离子在a、b间做匀加速直线运动,运动的时间为: t1=
在MN间做类平抛运动,运动的时间为: t2=
离子达到探测器的时间: t=t1+t2=(2d+L)
(2)离子在MN间做类平抛运动,侧移距离为: y=
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