(2017·山西大学附中高二期中)飞行时间质谱仪可以对气体分子进行分析。飞行时间质谱仪主要由脉冲阀、激光器、加速电场、偏转电场和探测器组成,探测器可以在轨道上移动以捕获和观察带电粒子。整个装置处于真空状态。加速电场和偏转电场电压可以调节,只要测量出带电粒子的飞行时间,即可以测量出其比荷。如图所示,脉冲阀P喷出微量气体,经激光照射产生不同价位的离子,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板间的偏转控制区,到达探测器。已知加速电场ab板间距为d,偏转电场极板M、N的长度为L1,宽度为L2。不计离子重力及进入a板时的初速度。
(1)设离子的比荷为k(k=q/m),当a、b间的加速电压为U1,在M、N间加上适当的电压U2,试求离子进入偏转电场时的初速度v;以及探测器偏离开中线的距离y。
(2)当a、b间的电压为U1时,在M、N间加上适当的电压U2,离子从脉冲阀P喷出到到达探测器的全部飞行时间为t。请推导出离子比荷k的表达式。
高二物理计算题中等难度题
(2017·山西大学附中高二期中)飞行时间质谱仪可以对气体分子进行分析。飞行时间质谱仪主要由脉冲阀、激光器、加速电场、偏转电场和探测器组成,探测器可以在轨道上移动以捕获和观察带电粒子。整个装置处于真空状态。加速电场和偏转电场电压可以调节,只要测量出带电粒子的飞行时间,即可以测量出其比荷。如图所示,脉冲阀P喷出微量气体,经激光照射产生不同价位的离子,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板间的偏转控制区,到达探测器。已知加速电场ab板间距为d,偏转电场极板M、N的长度为L1,宽度为L2。不计离子重力及进入a板时的初速度。
(1)设离子的比荷为k(k=q/m),当a、b间的加速电压为U1,在M、N间加上适当的电压U2,试求离子进入偏转电场时的初速度v;以及探测器偏离开中线的距离y。
(2)当a、b间的电压为U1时,在M、N间加上适当的电压U2,离子从脉冲阀P喷出到到达探测器的全部飞行时间为t。请推导出离子比荷k的表达式。
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飞行时间质谱仪可以对气体分子进行分析。飞行时间质谱仪主要由脉冲阀、激光器、加速电场、偏转电场和探测器组成,探测器可以在轨道上移动以捕获和观察带电粒子。整个装置处于真空状态。加速电场和偏转电场电压可以调节,只要测量出带电粒子的飞行时间,即可以测量出其比荷。如图所示,脉冲阀P喷出微量气体,经激光照射产生不同价位的离子,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板间的偏转控制区,到达探测器。已知加速电场ab板间距为d,偏转电场极板M、N的长度为,宽度为。不计离子重力及进入a板时的初速度。
(1)设离子的比荷为k(),当a、b间的加速电压为,在M、N间加上适当的电压,试求离子进入偏转电场时的初速度v;以及探测器偏离开中线的距离y。
(2)当a、b间的电压为时,在M、N间加上适当的电压,离子从脉冲阀P喷出到到达探测器的全部飞行时间为t。请推导出离子比荷k的表达式。
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飞行时间质谱仪可以对气体分子进行分析.飞行时间质谱仪主要由脉冲阀、激光器、加速电场、偏转电场和探测器组成,探测器可以在轨道上移动以捕获和观察带电粒子.整个装置处于真空状态.加速电场和偏转电场电压可以调节,只要测量出带电粒子的飞行时间,即可以测量出其比荷.如图所示,脉冲阀P喷出微量气体,经激光照射产生不同价位的离子,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板间的偏转控制区,到达探测器.已知加速电场ab板间距为d,偏转电场极板M、N的长度为L1,宽度为L2.不计离子重力及进入a板时的初速度.
(1)设离子的比荷为k(k=q/m),当a、b间的加速电压为U1,在M、N间加上适当的电压U2,试求离子进入偏转电场时的初速度v0;以及探测器偏离开中线的距离y.
(2)当a、b间的电压为U1时,在M、N间加上适当的电压U2,离子从脉冲阀P喷出到到达探测器的全部飞行时间为t.请推导出离子比荷k的表达式。
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(12分).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,脉冲阀P喷出微量气体,经激光照射产生不同的正离子,自a板小孔进入a、b之间的加速电场,从b板小孔射出,沿中心线进入M、N间的方形区域,然后到达紧靠在其右端的探测器。已知a、b间的电压为U0,间距为d,极板M、N的长度为L,间距均为0.2L,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,求出比荷为k(q/m)的离子从a板到探测器的飞行时间
(2)若在M、N间只加上偏转电压U1,请说明不同的正离子在偏转电场中的轨迹是否重合
(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两种,质量均为m,元电荷为e,试问:
①要使所有离子均通过M、N之间的区域从右侧飞出,求所加磁场磁感应强度的最大值
②要使所有离子均打在上极板M上,求所加磁场磁感应强度应满足的条件。
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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,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(,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,请写出离子在场中运动的轨迹方程,并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。
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飞行时间质谱仪可以对气体分子进行分析.如图所示,在真空状态下,脉冲阀喷出微量气体,经激光照射产生不同价位的正离子,自板小孔进入、间的加速电场,从板小孔射出,沿中线方向进入、板间的偏转控制区,到达探测器.已知、间的电压为, 、板间距为,极板、的长度和间距均为.不计离子重力及进入板时的初速度.
()若、板间无电场和磁场,请导出离子的全部飞行时间与比荷的关系式.
()若、间加上适当的偏转电压,请论证说明不同正离子的轨迹是否重合.
()去掉偏转电压,在、间区域加上垂直于纸面的匀强磁场,已知进入、间的正离子有一价和二价的两种,离子质量均为,元电荷电量为要使所有的离子均能通过控制区从右侧飞出,求所加磁场的磁感应强度的最大值?
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飞行时间质谱仪可以对气体分子进行分析。如图所示,在真空状态下,脉冲阀P喷出微量气体,经激光照射产生不同价位的正离子,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板间的偏转控制区,到达探测器。已知元电荷电量为e,a、b板间距为d,极板M、N的长度和间距均为L。不计离子重力及进入a板时的初速度。
(1)当a、b间的电压为时,在M、N间加上适当的电压,使离子到达探测器。请导出离子的全部飞行时间与比荷K()的关系式。
(2)去掉偏转电压,在M、N间区域加上垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度B,若进入a、b间所有离子质量均为m,要使所有的离子均能通过控制区从右侧飞出,a、b间的加速电压至少为多少?
高二物理null困难题查看答案及解析
行时间质谱仪主要由脉冲阀、激光器、加速电场、偏转电场和探测器组成,可以对气体分子进行分析。如图所示,脉冲阀P喷出微量气体,经激光照射产生不同价位的离子,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板间的偏转控制区,到达探测器。已知加速电场a、b板间距为d,偏转电场极板M、N的长度为L1,宽度为L2。不计离子重力及进入a板时的初速度。
(1)设离子比荷为k(k=q/m),若a、b间的加速电压为U1,试求离子进入偏转电场时的初速度v0;
(2)当a、b间的电压为U1时,在M、N间加上适当的电压U2,离子从脉冲阀P喷出到到达探测器的全部飞行时间为t。请推导出离子k比荷的表达式;
(3)在某次测量中探测器始终无法观察到离子,分析原因是离子偏转量过大,打到极板上,请说明如何调节才能观察到离子(无需论证)?
高二物理选择题简单题查看答案及解析
(14分)飞行时间质谱仪可对气体分子进行分析。如图所示,在真空状态下,脉冲阀P喷出微量气体,经激光照射产生电荷量为q、质量为m的正离子,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板间的偏转控制区,到达探测器。已知a、b板间距为d,极板M、N的长度和间距均为L。不计离子重力及进入a板时的初速度。
(1)当a、b间的电压为U1,在M、N间加上适当的电压U2,使离子到达探测器。求离
子到达探测器的全部飞行时间。
(2)为保证离子不打在极板上,试求U2与U1的关系。
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