高二物理质谱仪的知识点包括:
1. 质谱仪的工作原理:质谱仪利用电场使气体电离,在磁场中利用霍尔效应把离子按质荷比分离,并且把不同质荷比的离子引入到检测器。
2. 质谱图上横坐标表示质荷比,纵坐标表示离子的强度。根据不同质荷比的离子在图谱上的出现位置,可以确定元素的相对原子质量。
3. 实验操作过程:打点计时器打出一系列点,测量出纸带对应的点之间的距离,算出速度和动能,再算出质量。
4. 注意事项:测量电离后的离子速度时,必须保证离子飞行时间测量筒的起点处于同一水平高度,才能保证测量准确。
以上是关于高二物理质谱仪的一些知识点,通过这些知识可以对质谱仪有一个基本的了解。
例题:
假设一个质子经过电场加速后,进入一个磁感应强度为B的匀强磁场中,并围绕一个粒子源做匀速圆周运动。已知质子的质量为m,电量为q,加速电场的电压为U,粒子源与质子的距离为L。求:
1. 质子在磁场中做匀速圆周运动的周期;
2. 质子在磁场中运动的轨道半径;
3. 质子在磁场中运动的周期内,通过的最大路程。
知识点解析:
1. 质子在加速电场中加速,根据动能定理可得:
EqU = (1/2)mv²
2. 质子进入磁场后,受到洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律可得:
Bqv = m(v²/r)
3. 周期T = 2πr/v
4. 最大路程s = vt
解题过程:
1. 质子在加速电场中加速后,进入磁场,根据上述公式可得:
EqU = (1/2)mv²
Bqv = m(v²/r)
解得:T = 2πm/Bq
2. 根据周期公式可得:T = 2πr/v
解得:r = mT²/(Bq²)
3. 质子在磁场中运动的轨道半径为r,那么在磁场中运动的周期内,通过的最大路程为:s = πr²/2 = πm²T²/(Bq²)
答案:质子在磁场中运动的周期为T = 2πm/Bq;质子在磁场中运动的轨道半径为r = mT²/(Bq²);质子在磁场中运动的周期内,通过的最大路程为s = πm²T²/(Bq²)。