质谱仪、回旋加速器专题复习.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,质谱仪专题复习,一个质量为,m,、电荷量为,q,的粒子，从容器,A,下方的小孔,S,1,飘入电势差为,U,的加速电场，其初速度几乎为零，然后经过,S,3,沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为,B,的匀强磁场中，最后打到照相底片,D,上（图,3.6-4,）。,（,1,）求粒子进入磁场时的速率。,（,2,）求粒子在磁场中运动的轨道半径。,（,3,）若容器,A,中粒子的电荷量相同而质量不同，它们进入磁场后将如何？,若容器,A,中粒子的电荷量相同而质量不同，它们进入磁场后将沿着不同的半径做圆周运动，因而打到照相底片的不同地方。从粒子打到底片上的位置可以测出圆周的半径,r,，进而可以算出粒子的比荷 或算出它的质量。,质谱仪最初是由汤姆生的学生阿斯顿设计的，他用质谱仪发现了氖,20,和氖,22,，证实了同位素的存在。,现在质谱仪已经是一种十分精密的仪器，是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具。,B,1.,两,D,型盒之间有没有磁场？,3.,最后的一圈圆周运动的圆心是不是在,D,型盒的圆心,O,处？,2.,为什么出口处可从,O,回旋加速器专题复习,O,U,t,4.,粒子能回旋加速的条件？,5.,粒子回旋加速后的最大速度？,6.,粒子回旋加速的时间？（忽略电场中加速的时间）,（,09,年江苏卷）,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,。加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。,（,1,）求粒子第,2,次和第,1,次经过两,D,形盒间狭缝后轨道半径之比；,（,2,）求粒子从静止开始加速到出口处所需的时间,t,；,（,3,）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,B,m,、,f,m,，试讨论粒子能获得的最大动能,E,km,。,