三 帶電質點在均勻磁場中運動的應用
I. 質譜儀(mass spectrometer):
最早由英國人阿斯頓(Francis William Aston)於1919 年所製成的,可用來測帶電粒子
的質量及分離同位素。
20
417
1E
x
qvB = m
x
xx
xx
x
r
Fxx
x
入
x
100
1/2 m² ² = q V ...... - ) m ²
mv qV
① m=
x
圖 2-24
文(1)速度選擇器(圖 2-24):
當帶電質點垂直進入電場È與磁場B時,若質點所受到的靜電力與磁力達
到平衡,即 qE = qvB,質點將可作等速直線運動而筆直通過。其速率關係如下:
E
B
$(2)
(2)如圖2-25,當帶電量 q的粒子經由電位差V加速後,電位能轉為獲得之動能
zqV
V²
27 m=&br=m²= !
V
垂直進入一均勻磁場B,則會沿半圓軌跡到達偵測器,擊中偵測器位置與進入磁場
處的距離,即為半圓軌跡的直徑 2r
V²
由①、②消去v,可得帶電粒子的質量 m =
6
B²₁²
V²
100
▲圖 2-25
qB²r²
2V
B
偵測器
2r
38:2:800
