◎ 题目

质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具．它的构造原理如图所示，离子源S产生带电量为q的某种正离子，离子射出时的速度很小，可以看作是静止的，离子经过电压U加速后形成离子束流，然后垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场，沿着半圆周运动而到达记录它的照相底片P上．实验测得：它在P上的位置到入口处S1的距离为a，离子束流的电流为I．请回答下列问题： （1）在时间t内射到照相底片P上的离子的数目为多少？ （2）单位时间穿过入口处S1离子束流的能量为多少？ （3）试证明这种离子的质量为m= qB2 8U a2．

◎ 答案

（1）在时间t内射到照相底片P上的离子总电量为 Q=It                在时间t内射到照相底片P上的离子数目为 n= Q q = It q          （2）在时间t内穿过入口处S1离子束流的能量为 E总=UQ=UIt             单位时间穿过入口处S1离子束流的能量为 E= E总 t = UIt t =UI    （3）离子在电场中做加速运动得 Uq= 1 2 mv2 （1） 在磁场中运动有 BVq= mv2 a 2 （2） 由（1）（2）得：m= qB2 8U a2． 答：（1）在时间t内射到照相底片P上的离子的数目为 It q ． （2）单位时间穿过入口处S1离子束流的能量为UI． （3）证明如上．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具．它的构造原理如图所示，离子源S产生带电量为q的某种正离子，离子射出时的速度很小，可以看作是静止的，离子经过电压U加…”主要考查了你对  【质谱仪】，【回旋加速器】  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。