问题
计算题
如图所示的装置可测离子的比荷(荷质比)。离子源A产生初速度可忽略不计的正离子,被电压为U0的加速电场加速后匀速通过准直管,然后从O点垂直射入匀强偏转电场,能正好从HM极板上的小孔S射出,立即进入垂直纸面向外的磁感应强度为B的匀强磁场区,最后打在水平放置的底片D1D2的D点(底片右端D1紧靠小孔S)。已知HO=d,HS=2d,DS=L,忽略粒子所受重力,试求:
(1)偏转电场场强E的大小;
(2)离子的比荷。
答案
解:(1)在加速电场中,根据动能定理:
在偏转电场中:横向位移
运动时间
加速度
由①②③④得
(2)离开偏转电场时,横向速度
速度偏向角的正切
由②③⑥⑦得
离开偏转电场时速度
在磁场中,由几何知识得圆运动半径
洛伦兹力提供向心力
由⑨⑩得粒子的比荷