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1、一.质谱仪专题 质谱仪 回旋加速器1. 组成：离子源O 加速电场U,速度选择器(E,B )，磁偏转场B，胶片.122. 质谱仪的作用：用来研究物质的同位素，粒子 源产生电量为q而质量不等的同位素粒子，经 加速电压为 U 的加速电场加速后进入磁感应强 度为 B 的偏转磁场，沿着半圆周运动的照相底 片上。测出半圆周的直径X可以计算出该同位B2x2q素粒子的质量m, m=13.原理：加速场中Uq = mv 22Uq v = mx mv m r偏转场中:：2qUmU= = . =2 Bq Bq m ； B qB2x2q所以m二育4. 速度选择器的作用：从粒子源中射出的粒子初速度并非都为零，射入偏转磁场
2、中的粒子速度并不完全相同，同样性质的粒子在磁场中作匀速圆周运动的半径并不完全相同(r =mv)，Bq在底片上留下的谱线有一定的宽度，影响测量精度。速度选择器的作用是选择具有特定速度v的粒子进入偏转磁场，以E提高测量精度。Eq = Bqv T v =-01B1课堂练习1(单)如图带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择 器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。平板S上 有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2。平板S下方 有强度为 B0 的匀强磁场。下列表述不正确的是( )A. 质谱仪是分析同位素的重要工具B. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外C. 能通过狭缝P
3、的带电粒子的速率等于E/BD. 粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的荷质比越小加速电场2(单)如图，一束质量、速度和电量不同的正离子垂直地射入匀强磁场和匀强电场正交的区域里，结果发现有些离子保持原来的运动方向，未发生任何偏转.如果让这些不偏转离子进入另一匀强磁场中，发现这些离子又分裂成几束，对这些进入后一磁场的离子，可得出结论 (M XA. 它们的动能一定各不相同B. 它们的电量一定各不相同C. 它们的质量一定各不相同D. 它们的电量与质量之比一定各不相同3(单)如图所示，有a、b、c、d四种离子，它们带等量同种电荷,mv v = v v质量不等，d，以不等的速率a b c d进入速度选择
4、器后，有两种从速度选择器中射出，进入 B2 磁场，由此可判定 ()A. 射向Pl的是a离子B. 射向P2的是b离子C. 射到A1的是c离子D. 射到A2的是d离子3,回旋加速器(1)构造：如图8-3-3所示12是半圆金属盒形盒 的缝隙处接交流电源.D形盒处于匀强磁场中.(2)原理:交流电的周期和粒子做圆周 运动的周期桓等歩粒子在圆周运动的 过程中一次一次地经过D形盒缝隙搜 两盒间的电势差一次一次地反向歩粒 子就会被一次一次地加速.由接交流禺源“ 罟，得 氐=电铲，可见粒子获得图8-3-3的最大动能由磁感应强度E和D形盒半径R决定,与加速电 压无关.1(双)关于回旋加速器加速带电粒子所获得的能量
5、，下列结论中正确的是()A. 与加速器的半径有关，半径越大，能量越大B. 与加速器的磁场有关，磁场越强，能量越大C. 与加速器的电场有关，电场越强，能量越大D. 与带电粒子的质量和电荷量均有关，质量和电荷量越大，能量越大2（单）用同一回旋加速器分别对质子和氚核（ 31H ）加速后 （ ）A. 质子获得的动能大于氚核获得的动能B. 质子获得的动能等于氚核获得的动能C. 质子获得的动能小于氚核获得的动能D. 质子获得的动量等于氚核获得的动量3（双）回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒, 两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，要增大带电粒子射出时的动能，则下列说法中正确的是 （）A. 增大匀强电场间的加速电压B. 增大磁场的磁感应强度C. 减小狭缝间的距离D.增大D形金属盒的半径344（单）如果用同一回旋加速器分别加速氚核（1H）和a粒子He），比 较它们所加的高频交流电源的周期和获得的最大动能的大小，可知 （）A. 加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能较小B. 加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能也较大C. 加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能也较小D. 加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能较大
