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高考中必须掌握的回旋加速器知识!你学透彻了吗?

  质谱仪和回旋加速器是现代科技中电子在电磁场中运动的常见模型,也是高考物理长久以来的考试热点,今天给大家分享的是有关回旋加速器和质谱仪的物理知识。

  回旋加速器模型是电磁组合场的一个典型应用,即电场中的直线加速运动和磁场中的匀速圆周运动交替衔接。

  质谱仪是一种测定带电粒子质量和分离同位素的仪器。如图所示,离子源A产生质量为m、电荷量为q的正离子(所受重力不计),无初速度地经过电压为U的电场加速后,进入磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动,经过半个周期后到达记录它的感光片的P点。

  如图所示,回旋加速器的核心部分是两个D形金属盒,两盒之间留下一个窄缝,在中心附近放有粒子源,D形盒在真空容器中,整个装置放在巨大的电磁铁产生的匀强磁场中,并把两个D形盒分别接在高频电源的两极上。

  如图所示为一种质谱仪示意图,由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。若静电分析器通道中心线的半径为R,通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为E,磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场,磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外。一质量为m、带电荷量为q的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器,由P点垂直边界进入磁分析器,最终打到胶片上的Q点。不计粒子重力,下列说法正确的是 ( )