Question

（10分）飛行時間質(zhì)譜儀可對氣體分子進(jìn)行分析。如圖所示，在真空狀態(tài)下，脈沖閥P噴出微量氣體，經(jīng)激光照射產(chǎn)生電荷量為q、質(zhì)量為m的正離子，自a板小孔進(jìn)入a、b間的加速電場，從b板小孔射出，沿中線方向進(jìn)入M、N板間的偏轉(zhuǎn)控制區(qū)，到達(dá)探測器。已知a、b板間距為d，極板M、N的長度和間距均為L。不計離子重力及進(jìn)入a板時的初速度。

   （1）當(dāng)a、b間的電壓為U₁，在M、N間加上適當(dāng)?shù)碾妷篣₂，使離子到達(dá)探測器。求離子從a板到達(dá)探測器的飛行時間。

   （2）為保證離子不打在極板上，試求U₂與U₁的關(guān)系。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Answer 1

【答案】

解：（1）由動能定理：              

離子在a、b間的加速度                

在a、b間運(yùn)動的時間         

在MN間運(yùn)動的時間：          

離子達(dá)到探測器的時間：

                  

   （2）在MN間側(cè)移          

由，得                       

 【解析】略