Question

如图所示为一质谱仪的示意图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成．若静电分析器的通道的半径为R，均匀辐向分布，离子运动轨道处电场强度为E，磁感应强度为B．试计算：

(1)为使电荷量为q、质量为m的离子从静止开始经加速电场加速后沿图示的虚线通过静电分析器，加速电场的电压U为多大？

(2)离子由O点进入磁分析器后，最终打在乳胶片上的位置A，距入射点O多远？

(3)若有一群带电粒子，从静止起经加速电场加速，又经过静电分析器和磁分析器后落点在同一点A，问该群带电粒子有什么共性？

Answer 1

答案：见详解
解析：

(1)离子在加速电场中加速时，有： qU＝mv02　　① 在静电分析器中做匀速圆周运动，离子所受的电场力提供向心力， 即　　qE＝　　② 联立①②两式可得 U＝． (2)离子进入磁场中在磁分析器中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力 qv0B＝m　　③ r＝＝　　④ 则　　sOA＝2r＝　　⑤ (3)由⑤式的关系可知，若一群带电粒子从静止开始加速，又经静电分析器和磁分析器后落在同一点A，即SOA相同．则有：＝．只要该群带电粒子的比荷相同即可．