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離子源、加速器、速度選擇器、質(zhì)譜儀是粒子探測(cè)中常用的四種儀器。如圖甲所示的裝置中,離子源M能產(chǎn)生初速度可視為零的兩種正離子,經(jīng)同一勻強(qiáng)電場(chǎng)加速后從S點(diǎn)垂直射入一有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,該磁場(chǎng)上下兩部分的寬度均為d,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反。兩離子從界面I1分別射出,出射點(diǎn)與入射點(diǎn)間的水平距離分別為x1和x2。
(1)測(cè)得x1:x2=1:2,求這兩種離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1和t2的比值;
(2)通常情況下,離子源M產(chǎn)生的離子初速度是多值且不可忽略的,科學(xué)家們?yōu)榉奖阊芯吭谘b置的虛線方框位置又加入一個(gè)速度選擇器,請(qǐng)你描繪出乙圖速度選擇器模型中的電場(chǎng)和磁場(chǎng)。在速度選擇器中我們定義A=
E
B
(E、B為電場(chǎng)和磁場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)),且A的大小是連續(xù)可調(diào)的。若某次探測(cè)科學(xué)家增強(qiáng)了加速電場(chǎng),把A調(diào)到一個(gè)恰當(dāng)?shù)闹岛?,在I2界面第一次觀察到有離子射出,但只要微微調(diào)小A的值,兩種離子便恢復(fù)從界面I1射出,求:在這種狀態(tài)下,當(dāng)兩離子分別從I1、I2界面射出時(shí),兩個(gè)出射點(diǎn)間的水平距離;
(3)繼續(xù)增強(qiáng)加速電場(chǎng),把A另調(diào)到某一個(gè)數(shù)值后,恰能觀察到兩種離子都從I2界面射出,但只要微微調(diào)小A的值,一種離子便恢復(fù)從界面I1射出,求:在這種狀態(tài)下,當(dāng)兩離子都從I2界面射出時(shí),兩種離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間t3和t4的比值。
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:123引用:1難度:0.2
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    d
    2
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