飞行时间质谱仪可以根据带电粒子的飞行时间对气体分子进行分析.如图所示,在真空状态下,自脉冲阀P喷出微量气体,经激光照射产生不同正离子,自a板小孔进入a、b间的加速电场,从b板小孔射出,沿中线方向进入M、N板间的方形区域,然后到达紧靠在其右侧的探测器.已知极板a、b间的电压为U0,间距为d,极板M、N的长度和间距均为L.不计离子重力及经过a板时的初速度.
(1)若M、N板间无电场和磁场,请推导出离子从a板到探测器的飞行时间t与比荷k(k=qm,q和m分别为离子的电荷量和质量)的关系式;
(2)若在M、N间只加上偏转电压U1,请论证说明不同正离子的轨迹是否重合;
(3)若在M、N间只加上垂直于纸面的匀强磁场.已知进入a、b间的正离子有一价和二价的两种,质量均为m,元电荷为e.要使所有正离子均能通过方形区域从右侧飞出,求所加磁场的磁感应强度的最大值Bm.
q
m
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:58引用:2难度:0.3
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当P和P′极板间不加偏转电压时,电子束打在荧光屏的中心O点处,形成了一个亮点;当P和P′极板间加上偏转电压U后,亮点偏离到O′点,(O′与O点的竖直间距为d,水平间距可忽略不计).若此时,在P和P′间,再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场,调节磁场的强弱,当磁感应强度的大小为B时,亮点重新回到O点.已知极板水平方向的长度为L1,极板间距为b,极板右端到荧光屏的距离为L2(如图所示).求:
(1)加偏转电压U后,板间区域的电场强度大小和方向
(2)再加入磁场后,分析电子重新回到O点的原因,并求出能打在O点的电子速度的大小.
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