返回

高中二年级物理

首页
首页 高中二年级物理知识 质谱仪 试题正文
  • 计算题
    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，O'O为垂直于屏的中心轴线，不计离子重力和离子在板间偏离O'O的距离，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。
    (1)设一个质量为m0、电荷量为q0的正离子以速度v0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。若在两极板间加一沿+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y0；
    (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-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，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3.24 mm和3.00 mm，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同，但入射速度都很大，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。

    本题信息：2011年北京同步题物理计算题难度极难 来源:马凤霞
  • 本题答案
    查看答案
本试题 “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...” 主要考查您对

质谱仪

等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
  • 质谱仪

质谱仪:

具有相同核电荷数而不同质量数的原子互称同位素，质谱仪是分离各种元素的同位素并测量它们质量的仪器，它由静电加速器、速度选择器、偏转磁场、显示屏等组成，它的结构原理如图所示。

如图所示，离子源S产生质量为m，电荷量为q的正离子（所受重力不计）。离子出来时速度很小（可忽略不计），经过电压为U的电场加速后进入磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动，经过半个周期到达记录它的照相底片P上，测得它在P上的位置到入口处的距离为L，则 


联立求解得。
因此，只要知道q、B、L与U，就可计算出带电粒子的质量m。


速度选择器:

(1)平行板中电场强度E和磁感应强度B互相垂直，这种装置能把具有一定速度的粒子选择出来，所以叫做速度选择器，如图所示。
 
(2)带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是，即,与带电粒子的质量，所带电荷的正负、电荷量均无关，只与速度有关。
(3)若,粒子向电场力方向偏，电场力做正功，粒子动能增加；,粒子向磁场力方向偏，电场力做负功，动能减少。


发现相似题
与“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...”考查相似的试题有：