(12分)(2010·苏州模拟)质谱仪可测定同位素的组成.现有一束一价的钾39和钾41离子经电场加速后,沿着与磁场和边界均垂直的方向进入匀强磁场中,如图11所示.测试时规定加速电压

◎ 题目

(12分)(2010·苏州模拟)质谱仪可测定同位素的组成.现有一束一价的钾39和钾41离子经电场加速后,沿着与磁场和边界均垂直的方向进入匀强磁场中,如图11所示.测试时规定加速电压大小为U0,但在实验过程中加速电压有较小的波动,可能偏大或偏小ΔU.为使钾39和钾41打在照相底片上的区域不重叠,ΔU不得超过多少?(不计离子的重力)

◎ 答案

U0

◎ 解析

设加速电压为U,磁场的磁感应强度为B,电荷的电荷量为
q,质量为m,运动半径为R,则
由qU=mv2,qvB=m
解得R= 
由此式可知,在B、q、U相同时,m小的半径小,所以钾39半径小,钾41半径大;在m、B、q相同时,U大半径大.
设:钾39质量为m1,电压为U0+ΔU时,最大半径为R1;钾41质量为m2,电压为
U0-ΔU时,钾41最小半径为R2.则
R1 
R2 
令R1=R2,则m1(U0+ΔU)=m2(U0-ΔU)
解得:
ΔU=U0U0U0.

◎ 知识点

    专家分析,试题“(12分)(2010·苏州模拟)质谱仪可测定同位素的组成.现有一束一价的钾39和钾41离子经电场加速后,沿着与磁场和边界均垂直的方向进入匀强磁场中,如图11所示.测试时规定加速电压…”主要考查了你对  【带电粒子在复合场中的运动】  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
  • 相关内容
  • 网友推荐
  • 图文推荐