Question

如圖2-4所示，讓一價(jià)氫離子、一價(jià)氦離子和二價(jià)氦離子的混合物由靜止經(jīng)過(guò)同一加速電場(chǎng)加速，然后在同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)里偏轉(zhuǎn)，它們是否會(huì)分成三股？請(qǐng)說(shuō)明理由。

Answer 1

設(shè)帶電粒子質(zhì)量為、電量為q，經(jīng)過(guò)加速電場(chǎng)加速后，再進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中發(fā)生偏轉(zhuǎn)，最后射出。設(shè)加速電壓為    U₁，偏轉(zhuǎn)電壓為U₂，偏轉(zhuǎn)電極長(zhǎng)為L(zhǎng)，兩極間距離為d，帶電粒子由靜止經(jīng)加速電壓加速，則U₁q=，。
帶電粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則水平方向上：，
豎直方向上：。
可見帶電粒子射出時(shí)，沿豎直方向的偏移量與帶電粒子的質(zhì)量和電量q無(wú)關(guān)。而一價(jià)氫離子、一價(jià)氦離子和二價(jià)氦離子，它們僅質(zhì)量或電量不相同，都經(jīng)過(guò)相同的加速和偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，故它們射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)偏移量相同，因而不會(huì)分成三股，而是會(huì)聚為一束粒子射出。

帶電粒子在電場(chǎng)中具有加速作用和偏轉(zhuǎn)作用。分析問(wèn)題時(shí)，注意運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、功和能等有關(guān)規(guī)律的綜合運(yùn)用。