题目内容
测量带电粒子质量的仪器工作原理示意图如图2所示．设法使某有机化合物的气态分子导人图中所示的容器A中，使它受到电子束轰击，失去一个电子变成为正一价的分子离子．分子离子从狭缝S１以很小的速度进人电压为U的加速电场区（初速不计）加速后，再通过狭缝S２、S３射人磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于磁场区的界面PQ．最后，分子离子打到感光片上，形成垂直于纸面且平行于狭缝S３的细线．若测得细线到狭缝S３的距离为d．试推导出分子离子质量m的表达式．
见试题分析
【试题分析】
质谱仪主要用于分析同位素，测定其质量、荷质比和含量比的现代科学仪器．图2为一种简单的质谱仪，主要由离子源、加速电场和偏转磁场组成．若以m、q表示离子的质量和电荷量，用v表示离子从狭缝S２射出时的速度，对加速电场，由功能关系得
mv2=qU ①射人磁场后，在洛伦兹力作用下离子做匀速圆周运动，由牛顿第二定律可得
qvB=m
②式中r为离子做圆周运动的半径．
由题意可知感光片上细黑线到S３缝的距离d=2r，联立①、②式解得
m=
练习册系列答案
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