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
◎ 题目
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)? |
◎ 答案
1) (3分) (2) (5分) (3)减小偏转电压U2,或增大加速电压U1 |
◎ 解析
解答:解:(1)设离子的带电量为q,质量为m,有:qU1=mv02 ,得:v0= (2)设离子在加速电场和偏转电场中的飞行时间分别为t1和t2,在加速电场中的加速度为a1, 则:a1=, t1=,t2=,t=t1+t2 联立解得: (3)设离子在偏转电场中的侧移量为y,则:y=a2t22= 所以减小偏转电压U2,或增大加速电压U1 答:(1)离子进入偏转电场时的初速度为.(2)离子比荷k的表达式 (3)减小偏转电压U2,或增大加速电压U1 点评:本题考查了电荷的加速与电荷的偏转,关键将电荷的偏转进行分解,知道在水平方向和竖直方向上的运动规律. |
◎ 知识点
专家分析,试题“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…”主要考查了你对 【带电粒子在电场中的加速】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。- 最新内容
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