質(zhì)譜儀是一種檢測同位素的儀器,利用電場和磁場可以將同位素進行分離?,F(xiàn)有氕(
H)、氘(
H)兩種帶電粒子從容器A下方的狹縫S
1飄入電勢差為U
0的加速電場,其初速度幾乎為零,然后沿著與磁場垂直的方向進入磁感應(yīng)強度為B
0的足夠大勻強磁場中,最后打到照相底片上。已知帶電粒子從狹縫S
3進入磁場時與垂直磁場邊界方向存在一個很小的散射角θ,所有粒子均打在底片區(qū)域內(nèi),所能到達的最遠點為M。已知氘粒子的質(zhì)量為m、電荷量為q,忽略帶電粒子的重力及粒子間相互作用力,求:
(1)M點與狹縫S
3之間的距離d;
(2)若某些氘粒子進入磁場后,形成等效電流為I的粒子束,最終垂直打在照相底片上的P點(圖中未畫出)形成一個曝光點,粒子均被吸收。求氘粒子束單位時間內(nèi)對P點的沖擊力大小F;
(3)若考慮磁感應(yīng)強度在(B
0-ΔB)到(B
0+ΔB)之間波動,要使在底片上能完全分辨氕、氘兩種粒子,求ΔB應(yīng)滿足的條件。