质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示．离子源S产生的各种不同正
质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示．离子源S产生的各种不同正离子束（速度可看作为零），经加速电场（加速电场极板间的距离为d、电势差为...
质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示．离子源S产生的各种不同正离子束（速度可看作为零），经加速电场（加速电场极板间的距离为d、电势差为U）加速，然后垂直进入磁感应强度为B的有界匀强磁场中做匀速圆周运动，最后到达记录它的照相底片P上．设离子在P上的位置与入口处S1之间的距离为x．（1）求该离子的荷质比qm；（2）若离子源产生的是带电量为q、质量为m1和m2的同位素离子（m1＞m2），它们分别到达照相底片上的P1、P2位置（图中末画出），求P1、P2间的距离△x．
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（1）离子在电场中加速，由动能定理得：qU=
mv2；①
离子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：qBv=m
②
由①②式可得：
＝
（2）由①②式可得粒子m1在磁场中的运动半径是r1，则：r1＝
对离子m2，同理得：r2＝
∴照相底片上P1、P2间的距离：△x=2（r1-r2）=
(
?
)；
答：（1）求该离子的荷质比
；
（2）P1、P2间的距离△x=
| 1 |
| 2 |
离子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：qBv=m
| v2 |
| r |
由①②式可得：
| q |
| m |
| 8U |
| B2x2 |
（2）由①②式可得粒子m1在磁场中的运动半径是r1，则：r1＝
| ||
| qB |
对离子m2，同理得：r2＝
| ||
| qB |
∴照相底片上P1、P2间的距离：△x=2（r1-r2）=
2
| ||
| qB |
| m1 |
| m2 |
答：（1）求该离子的荷质比
| q |
| m |
（2）P1、P2间的距离△x=
2
|
