(12分).飞行时间质谱仪可以根据带电粒子的飞行时间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的正离子,自a板小孔进入a、b之间
◎ 题目
(12分).飞行时间质谱仪可以根据带电粒子的飞行时间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的正离子,自a板小孔进入a、b之间的加速电场,从b板小孔射出,沿中心线进入M、N间的方形区域,然后到达紧靠在其右端的探测器。已知a、b间的电压为U0,间距为d,极板M、N的长度为L,间距均为0.2L,不计离子重力及经过a板时的初速度。 (1)若M、N板间无电场和磁场,求出比荷为k(q/m)的离子从a板到探测器的飞行时间 (2)若在M、N间只加上偏转电压U1,请说明不同的正离子在偏转电场中的轨迹是否重合 (3)若在M、N间只加上垂直于纸面的匀强磁场,已知进入a、b间的正离子有一价和二价两种,质量均为m,元电荷为e,试问: ①要使所有离子均通过M、N之间的区域从右侧飞出,求所加磁场磁感应强度的最大值 ②要使所有离子均打在上极板M上,求所加磁场磁感应强度应满足的条件。 |
◎ 答案
重合 |
◎ 解析
试题分析:(1);;(1分) 加速度,即(1分) 则:(1分); (1分) (2);;;综合以上三式得:(2分), 结论:重合(1分) (3)①;将v代入得: 当二价离子能从方形区域飞出时,一价离子必定飞出(1分) 由几何关系得:,解得: 得: (1分) ②从可知,当一价离子恰好打极板的右边缘时,二价离子必然不能从极板右右边缘飞出,解得:(1分) 当二价离子恰好打极板的左边缘时,一价离子必然不能从极板左边缘飞出,此时:解得:;解得:(1分) 所以磁场大小必须满足条件:(1分) |
◎ 知识点
专家分析,试题“(12分).飞行时间质谱仪可以根据带电粒子的飞行时间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的正离子,自a板小孔进入a、b之间…”主要考查了你对 【带电粒子在复合场中的运动】 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。- 最新内容
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