【题目】离子光学是一门研究离子在电磁场中运动和离子束在电磁场中聚焦、反射、折射、偏转等规律的学科。利用中学知识,也可以简单地构造一些离子光学的元器件,来实现离子束的反射,平移和折射等。某同学设计简化装置如图所示。在反射区,以O点为原点,建立平面直角坐标系xOy,在第一象限分布着磁感应强度为B1=1T的匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,OM是磁场中的一块挡板,与x轴夹角为30°;平移区由磁场方向垂直纸面向外、磁感应强度为B2=0.5T、磁场宽度为L1=×104m的磁场2区,宽度为L2=×104m的自由空间,磁场方向垂直纸面向里、磁场宽度为L3=×104m的磁场3区组成,2区磁场上边界与x轴相距L=×104m;折射区,存在一电场,圆形区域外部各处电势均为φ1,内部各处电势均为φ2φ1<φ2),φ2-φ1=0.2V,球心位于O′点,离子只受到法线方向的作用力,其运动方向将发生改变,即发生“折射”,改变前后能量守恒。一直线性相当好的离子束以大小为v=2×103m/s的速度沿纸面从x轴(x>0)上A点向左上方射入磁场,速度与x轴成30°角。已知离子的质量为m=8×1027kg,带电量为q=1.6×109C,不计离子的重力。

(1)已知从A点入射的离子束,恰好不会碰到OM板,而从x轴上的另一点B射出磁场,求A点和B点的横坐标;

(2)满足(1)的条件下,从反射区B点射出的离子束,在真空中自由飞行一段时间后,从C点进入磁场2区,从磁场3区的D点射出。为保证C点入射方向与D点出射方向平行,求3区磁场磁感应强度B3的大小以及C点的横坐标;

(3)满足(2)的条件下,从D点出射的离子束从圆形区域的顶部E点进入圆形区域内部。若每秒钟有N=102个离子从A点射出,求离子束在E处对折射装置的作用力大小。

 0  172845  172853  172859  172863  172869  172871  172875  172881  172883  172889  172895  172899  172901  172905  172911  172913  172919  172923  172925  172929  172931  172935  172937  172939  172940  172941  172943  172944  172945  172947  172949  172953  172955  172959  172961  172965  172971  172973  172979  172983  172985  172989  172995  173001  173003  173009  173013  173015  173021  173025  173031  173039  176998 

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