行时间质谱仪主要由脉冲阀、激光器、加速电场、偏转电场和探测器组成，可以对气体分子进行分析。如图所示,脉冲阀P喷出微量气体，经激光照射产生不同价位的离子，自a板小孔进入a

Question

行时间质谱仪主要由脉冲阀、激光器、加速电场、偏转电场和探测器组成，可以对气体分子进行分析。如图所示,脉冲阀P喷出微量气体，经激光照射产生不同价位的离子，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。已知加速电场a、b板间距为d，偏转电场极板M、N的长度为L ₁ ，宽度为L ₂ 。不计离子重力及进入a板时的初速度。

（1）设离子比荷为k（k=q/m），若a、b间的加速电压为U ₁ ，试求离子进入偏转电场时的初速度v ₀ ；
（2）当a、b间的电压为U ₁ 时，在M、N间加上适当的电压U ₂ ，离子从脉冲阀P喷出到到达探测器的全部飞行时间为t。请推导出离子k比荷的表达式；
（3）在某次测量中探测器始终无法观察到离子，分析原因是离子偏转量过大，打到极板上，请说明如何调节才能观察到离子（无需论证）？

Answer 1

1）       （3分）（2）       （5分）（3）减小偏转电压U 2 ，或增大加速电压U 1 （1）设离子的带电量为q，质量为m，有：qU 1 = mv 0 2  ，得：v 0 =（2）设离子在加速电场和偏转电场中的飞行...