Question

質譜儀是一種分析同位素的重要工具，它的構造原理如圖所示。離子源S產生質量為m、電荷量為q的鉀離子，離子出來時速度很小，可視為零。離子經過電勢差為U的電場加速后，沿著與磁場垂直的方向進入磁感應強度為B的勻強磁場，經半圓周到達照相底片上的P點。

(1)求粒子進入磁場時的速度；

(2)求P點到入口S1的距離x；

(3)在實驗過程中由于儀器不完善，加速電壓在平均值U附近變化U，求需要以多大相對精確度U/U維持加速電壓值，才能使鉀39、鉀41的同位素束在照相底片上不發生覆蓋。

 

Answer 1

【答案】

（1）? （2） ??????? （3）

【解析】

試題分析：（1）電場加速：?? 解得速度：

（2）磁場偏轉：??? 軌道半徑

距離x

（3）設鉀39、鉀41的質量分別為m1、m2，根據（2）問軌道半徑得

鉀39在磁場中的最大半徑

鉀41在磁場中的最小半徑

由題意知：即?

=

考點：本題考查質譜儀、帶電粒子在磁場中的運動