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1、计算题 如图所示为一种质谱仪示意图,由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。已知:静电分析器通道的半径为R,均匀辐射电场的场强为E。磁分析器中有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感强度为B。问:
(1)为了使位于A处电量为q、质量为m的离子,从静止开始经加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析器,加速电场的电压U应为多大?
(2)离子由P点进入磁分析器后,最终打在乳胶片上的Q点,该点距入射点P多远?
2、计算题 质谱仪原理如图所示,a为粒子加速器,电压为U1;b为速度选择器,磁场与电场正交,磁感应强度为B1,板间距离为d;c为偏转分离器,磁感应强度为B2,今有一质量为m,电量为+e的电子(不计重力),经加速后,该粒子恰能通过速度选择器,粒子进入分离器后做半径为R的匀速圆周运动.
求:(1)粒子的速度v;
(2)速度选择器的电压U2;
(3)粒子在磁感应强度为B2磁场中做匀速圆周运动的半径R.
3、选择题 回旋加速器主体部分是两个D形金属盒。两金属盒处在垂直于盒底的匀强磁场中,并分别与高频交流电源两极相连接,从而使粒子每次经过两盒间的狭缝时都得到加速,如图所示。在粒子质量不变和D形盒外径R固定的情况下,下列说法正确的是(?)
A.粒子每次在磁场中偏转的时间随着加速次数的增加而增大
B.粒子在电场中加速时每次获得的能量相同
C.增大高频交流的电压,则可以增大粒子最后偏转出D形盒时的动能
D.将磁感应强度B减小,则可以增大粒子最后偏转出D形盒时的动能
4、选择题 1932年,劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器.回旋加速器的工作原理如图所示,置于高真空中的D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计.磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直.A处粒子源产生的粒子,质量为m、电荷量为+q ,在加速器中被加速,加速电压为U. 实际使用中,磁感应强度和加速电场频率都有最大值的限制.若某一加速器磁感应强度和加速电场频率的最大值分别为Bm、fm,加速过程中不考虑相对论效应和重力作用
A.粒子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比:1
B.粒子从静止开始加速到出口处所需的时间
C.如果fm>,粒子能获得的最大动能为
D.如果fm<,粒子能获得的最大动能为