15.一臺(tái)質(zhì)譜儀工作原理如圖甲所示,帶電離子從O
1孔沿速度選擇器的中軸線O
1O
2進(jìn)入正交電磁場(chǎng)中,已知磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B
1,方向垂直紙面向里,MN板電壓U
MN=U
0(U
0>0),板間距為d,板間電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)。離子從O
2射出后進(jìn)入垂直紙面向里,大小為B
2的勻強(qiáng)磁場(chǎng),經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)打在熒光屏,PQ垂直O(jiān)
1O
2,不考慮離子間相互作用和重力的影響。
(1)離子在速度選擇器中沿直線運(yùn)動(dòng)并通過(guò)O
2孔,求穿出時(shí)粒子的速度v
0;
(2)質(zhì)量m、電荷量q、速度v的離子進(jìn)入速度選擇器時(shí)不滿足勻速直線運(yùn)動(dòng)的條件(v略微大于勻速直線運(yùn)動(dòng)速度v
0),離子的運(yùn)動(dòng)可視為一個(gè)沿O
1O
2的勻速直線運(yùn)動(dòng)和一個(gè)垂直磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng),為使得離子沿初速度方向通過(guò)O
2孔,O
1O
2間距離L為多少?
(3)如圖乙所示,大量一價(jià)氦離子從O
2孔垂直磁場(chǎng)射出,射出離子的發(fā)散角為θ,且左右對(duì)稱。若射出離子的速度v大小為v
0-Δv≤v≤v
0+Δv(v
0為已知量),氦離子包括氦3和氦4離子,電荷量都是e,質(zhì)量分別是3m
0和4m
0,要能在熒光屏上分辨出氦3和氦4離子,兩組亮線區(qū)域的最短間距應(yīng)不小于其中氦3亮線寬度區(qū)域的十分之一,則Δv應(yīng)該滿足什么條件?
?