题干

质谱分析技术已广泛应用于各前沿科学领域,如图所示是汤姆孙发现电子的质谱装置示意图,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,O′O 为垂直于屏的中心轴线,以屏中心O 为原点建立xOy 直角坐标系,其中x 轴沿水平方向,y 轴沿竖直方向。(带电粒子重力不计)

(1)设一个质量为m0、电荷量为q0的正离子以速度v0(v0很大,D 远大于L,不计带电粒子在板间运动时偏离O'O 的距离)沿O′O 的方向从O′点射入,板间不加电场和磁场时,离子打在屏上O 点。
①若在两极板间加一个沿+y 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y1
②若在两极板间加一沿+x 方向磁感应强度为B 的匀强磁场,求离子射到屏上时偏离O 点的距离y2;(在板间运动时O′O 方向的分速度总是远大于x 方向和y 方向的分速度;当θ很小时,tanθ=sinθ,cosθ=1)
(2)在上述装置中,保留第(1)问中的电场,再在板间加沿-y 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O′O 方向射入(入射速度各有不同,但都很大,且在板间运动时O′O 方向的分速度总是远大于x 方向和y 方向的分速度),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4.32mm 和4.00mm,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。试依照以上实验结果计算未知离子的质量数(取两位有效数字).
上一题 下一题 0.4难度 解答题 更新时间:2016-03-22 02:33:49

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