Question

（2013四川省宜宾市一诊）质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要仪器，它的构造原理如图所示。从粒子源S处放出的速度大小不计、质量为m、电荷量为q的正离子，经电势差为U的加速电场加速后，垂直进入一个磁感应强度为B的匀强磁场后到达记录它的照相底片P上。试问：

（1）若测得离子束流的电流为I，则在离子从S₁处进入磁场到达P的时间内，射到照相底片P上的离子的数目为多少？

（2）若测得离子到达P上的位置到入口处S1的距离为a，且已知q、U、B，则离子的质量m为多少？

（3）假如离子源能放出氕（H）、氘（H）、氚（H）三种离子，质谱仪能够将它们分开吗？

Answer 1

由此式可知，经同一加速电场加速后进入同一偏转磁场，离子在磁场中运动的半径与离子的质量和电荷量的比值有关，该质谱仪的离子源能放出的氕（H）、氘（H）、氚（H）三种离子的质量和电荷量的比值分别为1、2、3，所以质谱仪能够将它们分开。