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、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)。離子出來時速度很小(可忽略不計),經(jīng)過電壓為U的電場加速后進入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中做勻速圓周運動,經(jīng)過半個周期到達記錄它的照相底片P上,測得它在P上的位置到入口處的距離為L,則
聯(lián)立求解得。
因此,只要知道q、B、L與U,就可計算出帶電粒子的質(zhì)量m。
速度選擇器:
(1)平行板中電場強度E和磁感應(yīng)強度B互相垂直,這種裝置能把具有一定速度的粒子選擇出來,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、電荷量均無關(guān),只與速度有關(guān)。
(3)若,粒子向電場力方向偏,電場力做正功,粒子動能增加;
,粒子向磁場力方向偏,電場力做負功,動能減少。