题目内容
如图所示是测量带电粒子质量的仪器工作原理示意图。设法是某有机化合物的气态分子导入图中所示的容器A中,使它受到电子束轰击,失去一个电子变成正一价的分子离子。分子离子从狭缝s1以很小的速度进入电压为U的加速电场区(初速不计),加速后,再通过狭缝s2、s3射入磁感强度为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,形成垂直于纸面而且平行于狭缝s3的细线。若测得细线到狭缝s3的距离为d导出分子离子的质量m的表达式。
解:以m、q表示离子的质量电量,以v表示离子从狭缝s2射出时的速度,由功能关系可得
①射入磁场后,在洛仑兹力作用下做圆周运动,由牛顿定律可得
②式中R为圆的半径。感光片上的细黑线到s3缝的距离d=2R ③解得
④
练习册系列答案
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图所示是测量带电粒子质量的仪器工作原理示意图,设法使某有机化合物的气态分子导入图中所示的容器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以很小的速度进入电压为U的加速电场区(初速不计),加速后,再通过狭缝S2、S3射入磁感应强度为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S2的细线,若测得细线到狭缝S3的距离为d.
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(1)导出分子、离子的质量m的表达式.
(2)根据分子离子的质量数M可以推测有机化合物的结构简式,若某种含C、H和卤素的化合物的M为48,写出其结构简式.
(3)现有某种含C、H和卤素的化合物,测得两个M值,分别为64和66,试说明原因,并写出它们的结构简式.在推测有机化合物的结构时,可能用到的含量较多的同位素的质量数如下表:
|
元素 |
H |
C |
F |
C1 |
Br |
|
含量较多的同 位素的质量数 |
1 |
12 |
19 |
35,37 |
79,81 |