子从容器A下方的狭缝S1飘入(初速度为零)电压为U的加速电场区,加速后再通过狭缝S2后再从狭缝S3垂直于磁场边界射入偏转磁场,该偏转磁场是一个以直线MN为上边界、方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B,离子经偏转磁场后最终到达照相底片D上,不考虑离子间的相互作用。
(1)若离子的电荷量为q,它最终打在照相底片D上的位置到狭缝S2的距离为d,求粒子的质量m;
(2)若容器A中有大量如(1)中所述的离子,它们经过电场加速后由狭缝S3垂直进入磁场时,可认为速度大小相等,但速度方向并不都严格垂直于边界,其中偏离垂直于MN方向的最大偏角为θ,则照相底片D上得到的谱线的宽度为多少?
(3)若容器A中有电荷量相等的铜63和铜65两种离子,它们经电场加速后垂直于MN进入磁场中会发生分离,但实际工作时加速电压的大小会在范围内微小变化,为使这两种离子将来打在照相底片上的区域不发生交叠,应小于多少?(结果用百分数表示,保留两位有效数字);
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子从容器A下方的狭缝S1飘入(初速度为零)电压为U的加速电场区,加速后再通过狭缝S2后再从狭缝S3垂直于磁场边界射入偏转磁场,该偏转磁场是一个以直线MN为上边界、方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B,离子经偏转磁场后最终到达照相底片D上,不考虑离子间的相互作用。
(1)若离子的电荷量为q,它最终打在照相底片D上的位置到狭缝S2的距离为d,求粒子的质量m;
(2)若容器A中有大量如(1)中所述的离子,它们经过电场加速后由狭缝S3垂直进入磁场时,可认为速度大小相等,但速度方向并不都严格垂直于边界,其中偏离垂直于MN方向的最大偏角为θ,则照相底片D上得到的谱线的宽度为多少?
(3)若容器A中有电荷量相等的铜63和铜65两种离子,它们经电场加速后垂直于MN进入磁场中会发生分离,但实际工作时加速电压的大小会在范围内微小变化,为使这两种离子将来打在照相底片上的区域不发生交叠,应小于多少?(结果用百分数表示,保留两位有效数字);
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容器A中装有大量的质量、电量不同但均带正电的粒子,粒子从容器下方的小孔不断飘入加速电场(初速度可视为零)做直线运动通过小孔后,从两平行板中央垂直电场方向射入偏转电场。粒子通过平行板后垂直磁场方向进入磁感应强度为B,方向垂直向里的匀强磁场区域,最后打在感光片上,如图所示。已知加速场、间的加速电压为U,偏转电场极板长为L,两板间距也为L,板间匀强电场强度,方向水平向左(忽略板间外的电场),平行板的下端与磁场边界ab相交为p,在边界pb上固定放置感光片。测得从容器A中逸出的所有粒子均打在感光片P、Q之间,且Q距P的长度为3L,不考虑粒子所受重力与粒子间的相互作用,求:
(1)粒子射入磁场时,其速度方向与边界ab间的夹角;
(2)射到感光片Q处的粒子的比荷(电荷量与质量之比);
(3)粒子在磁场中运动的最短时间。
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如图所示为质谱仪的工作原理图,初速度忽略不计的带电粒子进入加速电场,经加速电场加速后进人速度选择器,在速度选择器中直线运动后通过平板S的狭缝P点进入平板S下方的偏转磁场,磁场的方向垂直于纸面,磁感应强度大小为B,粒子最终打在胶片A1A2上,粒子打往胶片上的位置离P点距离为L,加速电场两板间的电压为U,速度选择器两板的电场强度大小为E,不计粒子的重力,则下列判断正确的是
A. 速度选择器两板间磁场的方向垂直于纸面向里
B. 平板S下面的偏转磁场方向垂直于纸面向里
C. 粒子经加速电场加速后获得的速度大小为
D. 速度选择器两板间磁场的磁感应强度大小为
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容器A中装有大量的质量、电荷量不同但均带正电的粒子,粒子从容器下方的小孔S1不断飘入加速电场(初速度可视为零)做直线运动,通过小孔S2后从两平行板中央沿垂直电场方向射入偏转电场.粒子通过平行板后沿垂直磁场方向进入磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场区域,最后打在感光片上,如图所示.已知加速电场中S1、S2间的加速电压为U,偏转电场极板长为L,两板间距也为L,板间匀强电场强度E=,方向水平向左(忽略板间外的电场),平行板f的下端与磁场边界ab相交于点P,在边界ab上实线处固定放置感光片.测得从容器A中逸出的所有粒子均打在感光片P、Q之间,且Q距P的长度为3L,不考虑粒子所受重力与粒子间的相互作用,求:
(1)粒子射入磁场时,其速度方向与边界ab间的夹角;
(2)射到感光片Q处的粒子的比荷(电荷量q与质量m之比);
(3)粒子在磁场中运动的最短时间.
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如图所示,容器A中装有大量的质量不同、电荷量均为+q的粒子,粒子从容器下方的小孔S1不断飘入加速电场(初速度可视为零)做直线运动,通过小孔S2后从两平行板中央垂直电场方向射入偏转电场。粒子通过平行板后垂直磁场方向进入磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的水平匀强磁场区域,最后打在感光片上。已知加速电场中S1、S2间的加速电压为U,偏转电场极板长为,两板间距为L,板间电场看成匀强电场,其电场强度,方向水平向左(忽略板间外的电场),平行板f的下端与磁场水平边界ab相交于点P,在边界ab上实线处固定放置感光片。测得从容器A中逸出的所有粒子均打在感光片P、Q之间,且PQ的长度为3L边界ab下方的磁场范围足够大,不考虑粒子所受重力与粒子间的相互作用。求:
(1)粒子射出偏转电场时沿垂直于板面方向偏转的距离x和偏转的角度θ;
(2)射到感光片P处的粒子的质量m1;
(3)粒子在磁场中运动的最长时间tm。
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如图,离子源A产生的初速为零、带电量均为e、质量不同的正离子被电压为U0的加速电场加速后匀速通过准直管,垂直射入匀强偏转电场,偏转后通过极板HM上的小孔S离开电场,经过一段匀速直线运动,垂直于边界MN进入磁感应强度为B的匀强磁场。已知HO=d,HS=2d,=90°。
(忽略粒子所受重力和一切阻力)
(1)求偏转电场场强E0的大小以及HM与MN的夹角;
(2)求质量为m的离子在磁场中做圆周运动的半径;
(3)若质量为4m的离子垂直打在NQ的中点处,质量为16m的离子打在处。求和之间的距离。
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