二、回旋加速器和质谱仪

1．回旋加速器

(1)主要构造：两个半圆形中空铜盒，两个大型电磁铁．

(2)工作原理(如图6­3­1所示)

图6­3­1

①磁场作用：带电粒子垂直磁场方向射入磁场时，只在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，其周期与半径和速率无关．

②交变电压的作用：在两D形盒狭缝间产生周期性变化的电场，使带电粒子每经过一次狭缝加速一次．

③交变电压的周期(或频率)：与带电粒子在磁场中做圆周运动的周期(或频率)相同．

2．质谱仪

(1)功能：分析各化学元素的同位素并测量其质量、含量．

(2)工作原理(如图6­3­2所示)

图6­3­2

带电粒子在电场中加速：Uq＝mv2①

带电粒子在磁场中偏转距离为：x＝2r②

Bqv＝③

由①②③得带电粒子的比荷：＝.

由此可知，带电离子的比荷与偏转距离x的平方成反比，凡是比荷不相等的离子都被分开，并按比荷顺序的大小排列，故称之为质谱．

[基础自测]