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(1)动能定理 Uq= 1 2 m 1 v 21
得: v 1 = 2qU m 1 …①
(2)由牛顿第二定律和轨道半径有:
qvB= m v 2 R ,R= mv qB
利用①式得离子在磁场中的轨道半径为别为(如图一所示):
R 1 = 2 m 1 U q B 2 , R 2 = 2 m 2 U q B 2 …②
两种离子在GA上落点的间距 s=2( R 1 - R 2 )= 8U q B 2 ( m 1 - m 2 ) …③
(3)质量为m 1 的离子,在GA边上的落点都在其入射点左侧2R 1 处,由于狭缝的宽度为d,因此落点区域的宽度也是d(如图二中的细线所示).同理,质量为m 2 的离子在GA边上落点区域的宽度也是d(如图二中的粗线所示).为保证两种离子能完全分离,两个区域应无交叠,条件为2(R 1 -R 2 )>d…④
利用②式,代入④式得: 2 R 1 (1- m 2 m 1 )>d
R 1 的最大值满足:
2R 1m =L-d
得: (L-d)(1- m 2 m 1 )>d
求得最大值: d m = m 1 - m 2 2 m 1 - m 2 L .
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(1)动能定理 Uq= 1 2 m 1 v 21
得: v 1 = 2qU m 1 …①
(2)由牛顿第二定律和轨道半径有:
qvB= m v 2 R ,R= mv qB
利用①式得离子在磁场中的轨道半径为别为(如图一所示):
R 1 = 2 m 1 U q B 2 , R 2 = 2 m 2 U q B 2 …②
两种离子在GA上落点的间距 s=2( R 1 - R 2 )= 8U q B 2 ( m 1 - m 2 ) …③
(3)质量为m 1 的离子,在GA边上的落点都在其入射点左侧2R 1 处,由于狭缝的宽度为d,因此落点区域的宽度也是d(如图二中的细线所示).同理,质量为m 2 的离子在GA边上落点区域的宽度也是d(如图二中的粗线所示).为保证两种离子能完全分离,两个区域应无交叠,条件为2(R 1 -R 2 )>d…④
利用②式,代入④式得: 2 R 1 (1- m 2 m 1 )>d
R 1 的最大值满足:
2R 1m =L-d
得: (L-d)(1- m 2 m 1 )>d
求得最大值: d m = m 1 - m 2 2 m 1 - m 2 L .