Question

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产生电荷量为q的某种正离子，离子产生时的速度很小，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，离子流的电流为I。

(1)在时间t内到达照相底片P上的离子的数目为多少？
(2)这种离子的质量为多少？

Answer 1

(1) (2)

试题分析：(1) 离子流的电流为I ，时间t内到达照相底片P上的离子的，
所以达照相底片P上的离子的数目
(2) 粒子在电场中加速出射速度为v，由动能定理得①
离子在磁场中做匀速圆周运动②
由几何关系，2R=a③
由以上各式解得：
点评：质谱仪是电场和磁场知识在科技中的应用,利用质谱仪可以测定带电粒子的质量、比荷、分析同位素．