Question

(15分)

如圖所示的裝置，左半部為速度選擇器，右半部為勻強的偏轉(zhuǎn)電場。一束同位素離子流從狹縫S₁射入速度選擇器，能夠沿直線通過速度選擇器并從狹縫S₂射出的離子，又沿著與電場垂直的方向，立即進入場強大小為的偏轉(zhuǎn)電場，最后打在照相底片上。已知同位素離子的電荷量為(＞0)，速度選擇器內(nèi)部存在著相互垂直的場強大小為的勻強電場和磁感應(yīng)強度大小為的勻強磁場，照相底片與狹縫S₁、S₂的連線平行且距離為，忽略重力的影響。

(1)求從狹縫S₂射出的離子速度的大小；

(2)若打在照相底片上的離子在偏轉(zhuǎn)電場中沿速度方向飛行的距離為，求出與離子質(zhì)量之間的關(guān)系式(用、、、、、L表示)。

 

Answer 1

【答案】

（1）              

(2)   

【解析】（1）能從速度選擇器射出的離子滿足

                                ①

所以                                                 ②

(2)離子進入勻強偏轉(zhuǎn)電場E后做類平拋運動，則

                                                ③

                                             ④

由牛頓第二定律得                                    ⑤

由②③④⑤解得