Question

【题目】质谱仪又称质谱计，是根据带电粒子在电磁场中能够偏转的原理，按物质原子、分子或分子碎片的质量差异进行分离和检测物质组成的一类仪器。如图所示为某品牌质谱仪的原理示意图，初速度为零的粒子在加速电场中，经电压U加速后，经小孔P沿垂直极板方向进入垂直纸面的磁感应强度大小为B的匀强磁场中，旋转半周后打在荧光屏上形成亮点。但受加速场实际结构的影响，从小孔P处射出的粒子方向会有相对极板垂线左右相等的微小角度的发散（其他方向的忽略不计），光屏上会出现亮线，若粒子电量均为q，其中质量分别为m1、m2（m2> m1 ）的两种粒子在屏上形成的亮线部分重合，粒子重力忽略不计，则下列判断正确的是（　　）

A.小孔P处粒子速度方向相对极板垂线最大发散角θ满足cos θ=

B.小孔P处粒子速度方向相对极板垂线最大发散角θ满足sinθ=

C.两种粒子形成亮线的最大总长度为

D.两种粒子形成亮线的最大总长度为

Answer 1

【答案】AD

【解析】

由题意知

解得

同理

设左右最大发射角均为时，粒子光斑的右边缘恰好与粒子光斑的左边缘重合，如图所示（图中虚线为半圆轨迹和向左发散角轨迹，实线为半圆轨迹和向左发散轨迹），则

联立解得

此时两种粒子光斑总宽度为

解得

故选AD。