109-指考補考-物理-題組-28-30
質譜儀測量出帶電離子的荷質比,可進而分析離子的種類,其主要構造可分為離子源、具有均勻磁場 B1B_1 的分析器及偵測器。質譜儀測量過程如圖12所示:質量 mm、帶電荷 qqq>0q>0)的離子,由離子源以速度 vv 垂直射入均勻磁場 B1B_1 中(以 • 表示射出紙面方向),經過半個圓周後射入偵測器,離子源和偵測器的距離固定為 LL,只有特定質量的離子才能射入偵測器被偵測到。實驗時先讓離子經過平行金屬板間的區域,如圖12左下所示,該區域有橫向的均勻電場 EE (以→表示電場方向)及進入紙面的均勻磁場 B2B_2(以 x 表示),目的為使垂直射入均勻磁場 B1B_1 的離子皆有相同的速度 vv
回答下列問題。image.png
欲使垂直射入均勻磁場 B1B_1 的離子皆有相同的速度 vv,則平行金屬板間區域的電場 EE、磁場 B2B_2 及離子速度 vv 有何關係?
v=v=
計算可射入偵測器的離子的質量 mm 為何?
m=m= (以 qq , vv , B1B_1 , LL 表示)
由於實驗中離子速率有誤差 Δv\Delta v,離子速率可表示為 v+Δvv+\Delta v,因此測量到的離子質量會有誤差 Δm\Delta m,質量可表示為 m+Δmm+\Delta m,計算離子質量的誤差比率(Δm/m\Delta m/m)為何?(以 vvΔv\Delta v 表示)
Δmm\dfrac{\Delta m}{m} =
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