Logo
Logo

Масс-спектрометр

1  4.00 Выведите соотношение между $l$ и энергией $E$ иона и найдите, на какое максимальное расстояние отдалится ион от пластины в процессе движения.

Ответ: $E = qV[l - (h_1+h_2) \cot{\theta}]/(2d \sin{2 \theta})$, $H=Ed \sin^2{\theta} / (qV)$.

2  6.00 Ионный пучок обычно имеет угол расходимости $\Delta \alpha$ ($\Delta \alpha \ll \theta$). Для повышения точности измерения необходимо, чтобы ионы, имеющие ту же энергию $E$, но направление движения которых изменяется в пределах $\Delta \alpha$, попадали в то же малое отверстие $B$. Найдите выражение для $h_2$. Найдите, как связаны при этом $E$ и $l$.

Ответ: $4Ed \sin^2{\theta} \cos{(2\theta)} / (qV) - h_1$, $E=qVl/(2d\sin{2\theta}(1+\cos{2\theta}))$.

3  6.00 Чтобы достичь наилучшего разрешения по энергиям ионов, ионы с энергиями, равными верхней границе измеряемого диапазона, должны пройти максимально возможное для оборудования расстояние $l_{max}$. В то же время расстояние $d$ между пластинами должно быть как можно меньше, чтобы минимизировать объём установки. Используя результат пункта 2, выведите выражение для $d$. Найдите $d$, если $\theta = 30^{\circ}$.

Ответ: $d=\frac{l_{max} \sin^2{\theta}}{2\sin{2\theta}(1+\cos{2\theta})}=\frac{\sqrt3}{18}l_{max}$.

4  4.00 Предложите конструкцию устройства для того, чтобы различать массы этих ионов, схематично нарисуйте его и найдите выражения для масс ионов.

Ответ:
Ответ: $m=qB^2R^2l_{max} \sin^2{\theta} / (Vl)$