质谱分析技术已广泛应用于各前沿科学领域.汤姆孙发现电子的质谱装置示意如图,M、N为两块水平放置的平行金属极板,板长为L,板右端到屏的距离为D,且D远大于L,为垂直于屏的中心轴线,不计离子重力和离子在板间偏离的距离.以屏中心O为原点建立直角坐标系,其中x轴沿水平方向,y轴沿竖直方向.
(1)设一个质量为、电荷量为 的正离子以速度沿 的方向从点射入,板间不加电场和磁场时,离子打在屏上O点.若在两极板间加一沿 方向场强为E的匀强电场,求离子射到屏上时偏离O点的距离;
(2)假设你利用该装置探究未知离子,试依照以下实验结果计算未知离子的质量数.
上述装置中,保留原电场,再在板间加沿方向的匀强磁场.现有电荷量相同的两种正离子组成的离子流,仍从O'点沿 方向射入,屏上出现两条亮线.在两线上取y坐标相同的两个光点,对应的x坐标分别为3.24mm和3.00mm,其中x坐标大的光点是碳12离子击中屏产生的,另一光点是未知离子产生的.尽管入射离子速度不完全相等,但入射速度都很大,且在板间运动时方向的分速度总是远大于x方向和y方向的分速度.
(1)设一个质量为、电荷量为 的正离子以速度沿 的方向从点射入,板间不加电场和磁场时,离子打在屏上O点.若在两极板间加一沿 方向场强为E的匀强电场,求离子射到屏上时偏离O点的距离;
(2)假设你利用该装置探究未知离子,试依照以下实验结果计算未知离子的质量数.
上述装置中,保留原电场,再在板间加沿方向的匀强磁场.现有电荷量相同的两种正离子组成的离子流,仍从O'点沿 方向射入,屏上出现两条亮线.在两线上取y坐标相同的两个光点,对应的x坐标分别为3.24mm和3.00mm,其中x坐标大的光点是碳12离子击中屏产生的,另一光点是未知离子产生的.尽管入射离子速度不完全相等,但入射速度都很大,且在板间运动时方向的分速度总是远大于x方向和y方向的分速度.
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更新时间:2016-12-07 13:52:42
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【知识点】 三维质谱仪
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【推荐1】如图为一种质谱仪工作原理示意图.在以O为圆心,OH为对称轴,夹角为2α的扇形区域内分布着方向垂直于纸面的匀强磁场.对称于OH轴的C和D分别是离子发射点和收集点.CM垂直磁场左边界于M,且OM=d.现有一正离子束以小发散角(纸面内)从C射出,这些离子在CM方向上的分速度均为v0.若该离子束中比荷为的离子都能汇聚到D,试求:
(1)磁感应强度的大小和方向(提示:可考虑沿CM方向运动的离子为研究对象);
(2)离子沿与CM成θ角的直线CN进入磁场,其轨道半径和在磁场中的运动时间;
(3)线段CM的长度.
(1)磁感应强度的大小和方向(提示:可考虑沿CM方向运动的离子为研究对象);
(2)离子沿与CM成θ角的直线CN进入磁场,其轨道半径和在磁场中的运动时间;
(3)线段CM的长度.
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