问题
计算题
如图所示,离子源A产生的初速度为零、带电荷量均为e、质量不同的正离子被电压为U0的加速度电场加速后匀速通过准直管,垂直射入匀强偏转电场,偏转后通过极板HM上的小孔S离开电场,经过一段匀速直线运动,垂直于边界MN进入磁感应强度为B的匀强磁场。已知HO=d,HS=2d,∠MNQ=90°。(忽略离子所受重力)
(1)求偏转电场场强E0的大小以及HM与MN的夹角Φ;
(2)求质量为m的离子在磁场中做圆周运动的半径;
(3)若质量为4m的离子垂直打在NQ的中点S1处,质量为16 m的离子打在S2处,求S1和S2之间的距离以及能打在NQ上的正离子的质量范围。
答案
解:(1)
得E0=U0/d
由tanΦ=得Φ=45°
(2)由
得R=2
(3)将4m和16m代入R,得R1、R2
由Δs=-R1
将R1、R2代入得Δs=4(-1)
由R′2=(2R1)2+(R′-R1)2
得R′=R1
由R1<R<
R1
得m<mx<25m