飞行时间质谱仪可以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,经激光照射产生不同价位的正离子,自a板小孔进入a、b间的加速电场,从b板小孔射出,沿
◎ 题目
飞行时间质谱仪可以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,经激光照射产生不同价位的正离子,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.已知元电荷电量为e,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时,在M、N间加上适当的电压U2,使离子到达探测器.请导出离子的全部飞行时间与比荷K(K=
(2)去掉偏转电压U2,在M、N间区域加上垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度为B,若进入a、b间的所有离子质量均为m,要使所有的离子均通过控制区从右侧飞出,a、b间的加速电压U1至少为多少? |
◎ 答案
(1)由动能定理:neU1=
n价正离子在a、b间的加速度a1=
在a、b间运动的时间t1=
在MN间运动的时间:t2=
离子到达探测器的时间:t=t1+t2=
(2)假定n价正离子在磁场中向N板偏转,洛仑兹力充当向心力,设轨迹半径为R, 由牛顿第二定律nevB= |