飛行時間質譜儀通過探測不同離子到達探測頭時間，可以測得離子比荷。如圖甲所示，探測頭在探測器左端中點。脈沖閥P噴出微量氣體，經激光S照射產生不同價位的離子，假設正離子在A極板處初速度為零，AB極板間的加速電壓為U0，離子加速后從B板小孔射出，沿中心線方向進入C、D板間的偏轉控制區。已知加速電場AB間距為d,偏轉極板CD的長度及寬度均為L，設加速電場和偏轉電場均為勻強電場，不計離子重力和離子間相互作用。
（1）若偏轉電壓UCD=0，某比荷為k的離子沿中心線到達探測頭，求該離子飛行總時間；
（2）若偏轉電壓UCD與時間t的關系如圖乙所示，最大值Um=4U0，周期T=L12kU0，假設離子比荷為k,并且在t=0時刻開始連續均勻地射入偏轉電場。以D極板的右端點為坐標原點，豎直向上為y軸正方向，探測頭可在y軸上自由移動，在t=T到t=54T時間內，要使探測頭能收集到所有粒子，求探測頭坐標y隨時間t變化的關系。
1
2
k
U
0
5
4
【答案】（1）若偏轉電壓UCD=0，某比荷為k的離子沿中心線到達探測頭，則該離子飛行總時間為；
（2）探測頭坐標y隨時間t變化的關系為。
L
+
2
d
2
k
U
0
（2）探測頭坐標y隨時間t變化的關系為
2
2
k
U
0
t
-
2
L
【解答】
【點評】
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發布：2024/6/27 10:35:59組卷：67引用：2難度：0.4
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