15.XCT掃描是計(jì)算機(jī)X射線斷層掃描技術(shù)的簡稱,XCT掃描機(jī)可用于對多種病情的探測。圖甲是某種XCT機(jī)主要部分的剖面圖,其中產(chǎn)生X射線部分的示意圖如圖乙所示。圖乙中M、N之間有一電子束的加速電場,虛線框內(nèi)為偏轉(zhuǎn)元件中的勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)場S:方向豎直,經(jīng)調(diào)節(jié)后電子從靜止開始沿帶箭頭的實(shí)線所示的方向前進(jìn),出電場后速度與水平方向成30度打到水平圓形靶臺上的中心點(diǎn)P,產(chǎn)生X射線(如圖中帶箭頭的虛線所示)。已知電子的質(zhì)量為m,帶電荷量為e,MN兩端的電壓為U
0,偏轉(zhuǎn)場區(qū)域水平寬度為L
0,豎直高度足夠長,MN中電子束距離靶臺豎直高度為H,忽略電子的重力影響,不考慮電子間的相互作用及電子進(jìn)入加速電場時(shí)的初速度,不計(jì)空氣阻力。
(1)由題意可得電子帶負(fù)電,電子軌跡向下偏轉(zhuǎn),則電場力向
,圖乙中偏轉(zhuǎn)電場強(qiáng)度的方向?yàn)?
,電子剛離開加速電場時(shí)的速度為
。
(2)請分析計(jì)算偏轉(zhuǎn)電場強(qiáng)度E的大小和P點(diǎn)到偏轉(zhuǎn)電場右邊界距離s。
(3)若由于工作人員失誤,加速電壓U
0增大少許,電子會打在P點(diǎn)
側(cè),除了修正加速電壓的數(shù)值以外,請說出兩種方法可以使得對病情的探測無影響
。
(4)由于技術(shù)升級,經(jīng)過專家研究可以將該電子槍改裝成發(fā)射Y粒子(質(zhì)量和電荷未知)的裝置,請幫助專家論證是否需要重新設(shè)計(jì)偏轉(zhuǎn)電場和靶臺。