質(zhì)譜儀:
具有相同核電荷數(shù)而不同質(zhì)量數(shù)的原子互稱同位素,質(zhì)譜儀是分離各種元素的同位素并測(cè)量它們質(zhì)量的儀器,它由靜電加速器、速度選擇器、偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)、顯示屏等組成,它的結(jié)構(gòu)原理如圖所示。
如圖所示,離子源S產(chǎn)生質(zhì)量為m,電荷量為q的正離子(所受重力不計(jì))。離子出來(lái)時(shí)速度很。ǹ珊雎圆挥(jì)),經(jīng)過(guò)電壓為U的電場(chǎng)加速后進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)半個(gè)周期到達(dá)記錄它的照相底片P上,測(cè)得它在P上的位置到入口處的距離為L(zhǎng),則
聯(lián)立求解得。
因此,只要知道q、B、L與U,就可計(jì)算出帶電粒子的質(zhì)量m。
速度選擇器:
(1)平行板中電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B互相垂直,這種裝置能把具有一定速度的粒子選擇出來(lái),所以叫做速度選擇器,如圖所示。
(2)帶電粒子能夠沿直線勻速通過(guò)速度選擇器的條件是,即
,與帶電粒子的質(zhì)量,所帶電荷的正負(fù)、電荷量均無(wú)關(guān),只與速度有關(guān)。
(3)若,粒子向電場(chǎng)力方向偏,電場(chǎng)力做正功,粒子動(dòng)能增加;
,粒子向磁場(chǎng)力方向偏,電場(chǎng)力做負(fù)功,動(dòng)能減少。