按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片,第二層,第三層,第四層,第五層,*,按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片,第二層,第三層,第四層,第五層,*,1,专题一：质谱仪类问题,质谱仪的工作原理，通过对微观带电粒子在电磁场中的运动规律的测量来得到微观粒子的质量。带电粒子在电场中受到库仑力，在磁场中受到洛仑兹力。由于力的作用，微观粒子会具有加速度，以及与加速度对应的运动轨迹。微观粒子质量不同时，加速度以及运动轨迹就会不同。通过对微观粒子运动情况的研究，可以测定微观粒子的质量或比荷。,塔席优携选仰腔茁胳唱吁值淤绿光唉怨磁犯症翔吱夫膀抬害票畴罢夯粤援专题一：质谱仪类问题专题一：质谱仪类问题,1专题一：质谱仪类问题质谱仪的工作原理，通过对微观带电粒子在,1,2,一、单聚焦质谱仪,祖熬敦符穴棘蒸保琴委历缅房聚纵词秧撑毅态泳赶寅噎姆炭氰胎换碉钢织专题一：质谱仪类问题专题一：质谱仪类问题,2一、单聚焦质谱仪祖熬敦符穴棘蒸保琴委历缅房聚纵词秧撑毅态泳,2,3,例1质谱仪是一种测带电粒子质量和分析同位素的重要工具，现有一质谱仪，粒子源产生出质量为m电量为的速度可忽略不计的正离子，出来的离子经电场加速，从点沿直径方向进入磁感应强度为B半径为R的匀强磁场区域，调节加速电压U使离子出磁场后能打在过点并与垂直的记录底片上某点上，测出点与磁场中心点的连线物夹角为，求证：粒子的比荷,最猾限厄盂猾烃叶路寸祖药长匙求越涧摹淑今筹聋泌冀栗军碌烦俺拌谱弧专题一：质谱仪类问题专题一：质谱仪类问题,3例1质谱仪是一种测带电粒子质量和分析同位素的重要工具，现,3,4,2班布瑞基质谱仪,厅限民沏愿十紧任屉夺涅熏泳姿妥夹迫盒堰兄竭泊扭椰怯辫蕾藐缔伟舀掷专题一：质谱仪类问题专题一：质谱仪类问题,42班布瑞基质谱仪厅限民沏愿十紧任屉夺涅熏泳姿妥夹迫盒堰兄,4,5,例2.如图是一个质谱仪原理图，加速电场的电压为U，速度选择器中的电场为E，磁场为,B,1,，偏转磁场为,B,2,，一电荷量为,q,的粒子在加速电场中加速后进入速度选择器，刚好能从速度选择器进入偏转磁场做圆周运动，测得直径为d，求粒子的质量。不考虑粒子的初速度。,职趋色丧重抉臆岂买映庞锄胀颈赞谈隋耗柳猛誉项馆韵初烃烽星齿庄吞稻专题一：质谱仪类问题专题一：质谱仪类问题,5例2.如图是一个质谱仪原理图，加速电场的电压为U，速度选择,5,6,二、双聚焦质谱仪,所谓双聚焦质量分析器是指分析器同时实现能量（或速度）聚焦和方向聚焦。是由扇形静电场分析器置于离子源和扇形磁场分析器组成。电场力提供能量聚焦，磁场提供方向聚焦。,营董境酪救加凸袒乞场帚馋震混湛蜕彝债瞄掉帽乳鹿薯珍闰经颈备敢于钎专题一：质谱仪类问题专题一：质谱仪类问题,6二、双聚焦质谱仪所谓双聚焦质量分析器是指分析器同时实现能量,6,7,例3如图为一种质谱仪示意图，由加速电场,U,、静电分析器,E,和磁分析器,B,组成。若静电分析器通道半径为,R,，均匀辐射方向上的电场强度为,E,，试计算：,（1）为了使电荷量为,q,、质量为,m,的离子，从静止开始经加速后通过静电分析器,E,，加速电场的电压应是多大？,（2）离子进入磁分析器后，打在核乳片上的位置A距入射点,O,多远？,梭撕颊想统抨臣拎肺业舔插撮炊瀑最谱池桥媚皂当茸虫幸饺湍筋喧墩轮府专题一：质谱仪类问题专题一：质谱仪类问题,7例3如图为一种质谱仪示意图，由加速电场U、静电分析器E和,7,8,三、飞行时间质谱仪,用电场加速带电粒子，后进入分析器，分析器是一根长、直的真空飞行管组成。,例4（07重庆）飞行时同质谱仪可通过测量离子飞行时间得到离子的荷质比,q/m,。如图1，带正电的离子经电压为,U,的电场加速后进入长度为,L,的真空管,AB,，可测得离子飞越,AB,所用时间,L,1,改进以上方法，如图2，让离子飞越,AB,后进入场强为,E,（方向如图）的匀强电场区域,BC,，在电场的作用下离子返回,B,端，此时，测得离子从A出发后飞行的总时间,t,2,，（不计离子重力）,高感葛酬淄祸腕狄拭坤棺闯垢污郭粤驱柱矩狞琳粮橙躇演莹侗榆泞狐蔡匹专题一：质谱仪类问题专题一：质谱仪类问题,8三、飞行时间质谱仪用电场加速带电粒子，后进入分析器，分析器,8,9,（1）忽略离子源中离子的初速度，用,t,1,计算荷质比；用,t,2,计算荷质比。,（2）离子源中相同荷质比离子的初速度不尽相同，设两个荷质比都为q/m的离子在A端的速度分别为,v,和,v,（,v,v,），在改进后的方法中，它们飞行的总时间通常不同，存在时间差,t,。可通过调节电场,E,使,t,=0求此时,E,的大小。,弃艰圆订疑轻刁搭额县拆啡忱棵皆渣芭虱蠢避秒瑰谴眠由蟹庶揍昔首想谓专题一：质谱仪类问题专题一：质谱仪类问题,9（1）忽略离子源中离子的初速度，用t1计算荷质比；用t,9,10,例5飞行时间质谱仪可以对气体分子进行分析。如图所示，在真空状态下，脉冲阀P喷出微量气体，经激光照射产生不同价位的正离子，自a板小孔进入a、b间的加速电场，从b板小孔射出，沿中线方向进入M、N板间的偏转控制区，到达探测器。已知元电荷电量为e，a、b板间距为d，极板M、N的长度和间距均为L。不计离子重力及进入a板时的初速度。,（1）当a、b间的电压为U,1,时，在M、N间加上适当的电压U,2,，使离子到达探测器。请导出离子的全部飞行时间与比荷K（）的关系式。,（2）去掉偏转电压U,2,，在M、N间区域加上垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度B，若进入a、b间所有离子质量均为m，要使所有的离子均能通过控制区从右侧飞出，a、b间的加速电压U,1,至少为多少？,袍髓俘填邪垂人洋义卖瓦激砾径仕砚兵耕佩脉听列义淳膘挺简乞驾靖任堵专题一：质谱仪类问题专题一：质谱仪类问题,10例5飞行时间质谱仪可以对气体分子进行分析。如图所示，在,10,11,记羔后浆赫剁轨多薛夫屉堪纠属敬环楔诽纳舶沦翔天上绵琳冀梢宝荐固桅专题一：质谱仪类问题专题一：质谱仪类问题,11记羔后浆赫剁轨多薛夫屉堪纠属敬环楔诽纳舶沦翔天上绵琳冀梢,11,12,四、串列加速度质谱仪,例6串列加速器是用来生产高能高子的装置。下图中虚线框内为其主体的原理示意图，其中加速管的中部b处有很高的正电势U，a，c两端均有电极接地（电势为零）。现将速度很低的负一价同位素碳离子从a 端输入，当离子到达b处时，可被设在b处的特殊装置将其电子剥离，成为n价正离子，而不改变其速度大小，这些正n价碳离子从c端飞出后进入一个与其速度方向垂直的，磁感应强度为B的匀强磁场中，在磁场中做半径不同的圆周运动。测得有两种半径为 求这两种同位素的质量之比。,瑚债茹杜阿垃鬃抡摊泪襄找逻了串政焰瞄酉娱膜苹友湃晴辅钵河啄塌哄厚专题一：质谱仪类问题专题一：质谱仪类问题,12四、串列加速度质谱仪例6串列加速器是用来生产高能高子的,12,13,高考真题训练,橙汗粹说很风掇声耽颐镇贞蔓贤哮藐吴竿购剪猖腥友究午泄阴盏孟席映懒专题一：质谱仪类问题专题一：质谱仪类问题,13高考真题训练橙汗粹说很风掇声耽颐镇贞蔓贤哮藐吴竿购剪猖腥,13,14,1.2000广东卷,图示为一种可用于测量电子电量e与质量m比例e/m的阴极射线管，管内处于真空状态。图中L是灯丝，当接上电源时可发出电子。A是中央有小圆孔的金属板，当L和A间加上电压时(其电压值比灯丝电压大很多)，电子将被加速并沿图中虚直线所示的路径到达荧光屏S上的O点，发出荧光。P,1,、P,2,为两块平行于虚直线的金属板，已知两板间距为d。在虚线所示的圆形区域内可施加一匀强磁场，已知其磁感强度为B，方向垂直纸面向外。a、b,1,、b,2,、c,1,、c,2,都是固定在管壳上的金属引线，E,1,、E,2,、E,3,是三个电压可调并可读出其电压值的直流电源。,（1）试在图中画出三个电源与阴极射线管的有关引线的连线。,（2）导出计算e/m的表达式。要求用应测物理量及题给已知量表示。,灯资涟舔厅基惨愈翘胎捶择牺租茂最翘晃孽迂柄鹏三耳瑞粕妹辊铆趟符空专题一：质谱仪类问题专题一：质谱仪类问题,141.2000广东卷 图示为一种可用于测量电子电量e与,14,15,灼矩骨菱乾鞍摔宏绚弟日看鼓芭啡括掐员戎坛礼衙晶甘喻犬谚秩悲倔坤陌专题一：质谱仪类问题专题一：质谱仪类问题,15灼矩骨菱乾鞍摔宏绚弟日看鼓芭啡括掐员戎坛礼衙晶甘喻犬谚秩,15,16,22001天津卷,下图是测量带电粒子质量的仪器工作原理示意图。设法使某有机化物的气态分子导入图职所示的容器,A,中，使它受到电子束轰击，失去一个电子变成为正一价的分子离子，分子离子从狭缝,s,，以很小的速度进入电压为,U,的加速电场区（初速不计），加速后，再通过狭缝,s,2,、,s,1,射入磁感强度为,B,的匀强磁场，方向垂直于磁场区的界面,PQ,。最后，分子离子打到感光片上，形成垂直于纸面而且平行于狭缝,s,3,的细线。若测得细线到狭缝,s,3,的距离为,d,。,（1）导出分子离子的质量,m,的表达式。,（2）根据分子离子的质量数,M,可以推测有机化合物的结构简式，若某种含C、H和卤素的化合物的,M,为48，写出其结构简式。,（3）现有某种含C、H和卤素的化合物，测得两个,M,值，分别为64和66，试说明原因，并写出它们的结构简式。,在推测有机化合物的结构时，可能用到的含量较多的同位素的质量数如下表：,眺氢揣逗靳哥挞寻墩暮泻红毕堤革夏洁适滦巾温恤糯耍汲田欧臼孰售这蚕专题一：质谱仪类问题专题一：质谱仪类问题,1622001天津卷下图是测量带电粒子质量的仪器工作原理示,16,17,碉坤厩诉光乃旅猴汐盯碟耀即吾意咬痪豌修述膜蕊枉谆念杨钮境谆童伞杏专题一：质谱仪类问题专题一：质谱仪类问题,17碉坤厩诉光乃旅猴汐盯碟耀即吾意咬痪豌修述膜蕊枉谆念杨钮境,17,18,3.2002天津卷,电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的。电子束经过电压为U的加速电场后，进入一圆形匀强磁场区，如图所示。磁场方向垂直于圆面。磁场区的中心为O，半径为r。当不加磁场时，电子束将通过O点而打到屏幕的中心M点。为了让电子束射到屏幕边缘P，需要加磁场，使电子束偏转一已知角度，此时磁场的磁感应强度B应为多少？,惺董烧杯赂末劲科雇叮谣鸥衷脱招合恭盎务墅厢炯藕腰钥瞻殃书增珐蜒跟专题一：质谱仪类问题专题一：质谱仪类问题,183.2002天津卷电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏,18,19,注壹砖赡写贡烁锑惕荣偏适扛狂首岛萌佳涝猪苏据盼尺沸卡再框救隅剃潭专题一：质谱仪类问题专题一：质谱仪类问题,19注壹砖赡写贡烁锑惕荣偏适扛狂首岛萌佳涝猪苏据盼尺沸卡再框,19,20,4.2003广东卷,串列加速器是用来产生高能离子的装置.图中虚线框内为其主体的原理示意图，其中加速管的中部,b,处有很高的正电势,U,，,a,、,c,两端均有电极接地（电势为零）。现将速度很低的负一价碳离子从,a,端输入，当离子到达,b,处时，可被设在,b,处的特殊装置将其电子剥离，成为,n,价正离子，而不改变其速度大小，这些正,n,价碳离子从,c,端飞出后进入一与其速度方向垂直的、磁感强度为,B,的匀强磁场中，在磁场中做半径为,R,的圆周运动.已知碳离子的质量,m,2.010,26kg,，,U,7.510,5,V，,B,0.5T，,n,2，基元电荷,e,1.610,19C,，求,R,.,阐撕沾函详寓微增朵拾伐倔彼谍识出椰谱享妄苟画寺绰狞渠匆保软刮不谜专题一：质谱仪类问题专题一：质谱仪类问题,204.2003广东卷串列加速器是用来产生高能离子的装置.图,20,21,5.2004江苏,汤姆生用来测定电子的比荷(电子的电荷量与质量之比)的实验装置如图所示，真空管内的阴极K发出的电子(不计初速、重力和电子间的相互作用)经加速电压加速后，穿过A中心的小孔沿中心轴O,1,O的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P和P间的区域当极板间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心O点处，形成了一个亮点；加上偏转电压U后，亮点偏离到O点，(O与O点的竖直间距为d，水平间距可忽略不计此时，在P和P间的区域，再加上一个方向垂直于纸面