质谱仪：
核电荷数相同，但质量数不同的原子称为同位素。质谱仪是一种分离各种元素同位素并测量其质量的仪器。它由静电加速器、速度选择器、偏转磁场、显示屏等组成。其结构原理如图所示。
如图所示，离子源S产生质量为m、电荷为q（引力可忽略）的正离子，离子出来时速度很小（可忽略），经电压为U的电场加速后，进入磁感应强度为B的均匀磁场，做匀速圆周运动，经过半个周期后，到达记录它们的感光胶片P处，测得它们在P上的位置到入口的距离为L高中物理核心知识点，则
共同解决问题
。
因此只要知道q、B、L和U，就能计算出带电粒子的质量m。
速度选择器：
（1）平行板内的电场强度E与磁感应强度B互相垂直。这种装置能选择出具有一定速度的粒子，所以叫速度选择器，如图所示。
（2）带电粒子以匀速直线通过速度选择器的条件是
，现在
，与带电粒子的质量、电荷的正负、电荷量的多少都无关，只与速度有关。
（3）如果
高中物理核心知识点，粒子沿电场力方向偏转，电场力做正功，粒子的动能增加；
，粒子沿磁场力方向偏转，电场力做负功，动能减小。
相关高中物理知识点：回旋加速器
回旋加速器：
（1）施工：
回旋加速器的核心部件是两个D形扁平金属盒，整个装置置于真空容器内，如图所示。
① 两个D形盒子之间有一个狭窄的间隙网校头条，粒子源放置在中心。
②把两个D形盒子分别与高频交变电源的两极相连，在两盒子之间的狭缝中形成方向周期性变化的交变电场。
（2）原理：
利用电场对带电粒子的加速和磁场对运动电荷的偏转，获得高能粒子，如图所示。
①磁场的作用：当带电粒子以一定的速度垂直于磁场方向进入均匀磁场时，仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，其周期与速度和半径无关，使得带电粒子每次进入D形箱体时都能运动相等的时间（半个周期），然后平行于电场方向进入电场并加速。
②交流电压：为了保证每个带电粒子在通过狭缝时得到加速，其能量不断增加，需在狭缝处加上一段交流电流。
相同的交流电压。
（3）特点
①带电粒子在D形盒子中的旋转周期等于盒子两缝之间高频电场的变化周期，与带电粒子的速度无关（磁场保证带电粒子做回旋运动，如图所示）。
②带电粒子在D形金属盒内运动的轨道半径不是均匀分布的。设带正电粒子的质量为m，电荷为q，狭缝间加速电压为U。粒子源产生的带电粒子在电场加速下首次进入盒子左半部分时，其速度和半径为
。
第二次进入左半盒子时，被电场加速三倍，进入左半盒子的速度与半径为
第k次进入左半盒子时，被电场加速（2k-1）次，进入左半盒子时的速度与半径为
因此，任意两个相邻轨道的半径比为
可以看出，当带电粒子在D形金属盒中运动时，越靠近D形金属盒边缘，相邻两条轨迹之间的距离越小。
③带电粒子在回旋加速器中运动的最终能量。由于D形金属盒的尺寸是固定的，所以不管粒子的尺寸和电荷是多少，粒子最终从加速器中射出时都应该具有相同的旋转半径。
根据牛顿第二定律，我们得到
动量和动能之间存在定量关系
根据公式①和公式②可得
可以看出，带电粒子离开回旋加速器的动能与加速电压无关，而只受磁感应强度B和D形箱半径的限制，加速电压的大小只能影响带电粒子在D形箱内加速的次数。
④带电粒子在回旋加速器中的运动时间。带电粒子在回旋加速器中的运动时间与带电粒子做匀速圆周运动的周期和带电粒子在磁场中旋转的圈数有关。设带电粒子在磁场中旋转的圈数为n，加速电压为U。由于粒子每次加速所获得的能量为qU，所以每旋转一圈有两次加速。
知道
所以：
因此带电粒子在回旋加速器中行进所需的时间是
⑤随着带电粒子的速度不断增大，当速度接近光速时，根据爱因斯坦狭义相对论，粒子的质量将增大，自转周期将变长，与交变电压周期不一致，使加速器无法正常工作。因此，回旋加速器不能无限加速带电粒子。
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