質譜儀
質譜儀是科學研究中用來分析同位素和測量帶電粒子質量的重要工具，質譜儀主要由以下幾部分組成：
① 帶電粒子注入器
② 加速電場 ( U )
③ 速度選擇器 ( B1、E )
④ 偏轉磁場 ( B2)
⑤ 照相底片
質譜儀的工作原理
（1）在加速電場中，帶電粒子獲得速度，即
（2）在速度選擇器中，只有滿足qvB1 = qE，即 v=E/B1粒子才能通過速度選擇器。
（3）在偏轉磁場中，帶電粒子做勻速圓周運動，其運動半徑為：
（4）在偏轉電場中，帶電粒子的偏轉距離為 x=2r
（5）聯立以上各式可得粒子的比荷和質量分別為：
（6）由粒子質量公式可知，如果帶電粒子的電荷量相同，質量有微小差別，就會打在照相底片上的不同位置，出現一系列的譜線，不同質量對應著不同的譜線，叫作質譜線。
回旋加速器
1、回旋加速器的發明
1932 年美國物理學家勞倫斯發明了回旋加速器，實現了在較小的空間范圍內對帶電粒子進行多級加速。
第一臺回旋加速器
2. 回旋加速器的工作原理
利用電場對帶電粒子的加速作用和磁場對運動電荷的偏轉作用來獲得高能粒子，這些過程在回旋加速器的核心部件 —— 兩個 D 形盒和其間的窄縫內完成。
（1）磁場的作用：帶電粒子以某一速度垂直磁場方向進入勻強磁場后，在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動，其周期與速率、半徑均無關（ T=2πm/Bq），帶電粒子每次進入 D 形盒都運動相等的時間（半個周期）后平行電場方向進入電場中加速。
（2）電場的作用：回旋加速器兩個 D 形盒之間的窄縫區域存在周期性變化的并垂直于兩 D 形盒正對截面的勻強電場，帶電粒子經過該區域時被加速。
（3）交變電場的作用及變化周期：為保證帶電粒子每次經過窄縫時都被加速，使之能量不斷提高，需在窄縫兩側加上跟帶電粒子在 D 形盒中運動周期相同（ T=2πm/Bq）的交變電壓。
（4）帶電粒子的軌跡特點：粒子每經過一次加速，其軌道半徑就大一些，但粒子在勻強磁場中做圓周運動的周期不變。
（5）因為兩個D形盒之間的窄縫很小，所以帶電粒子在電場中的加速時間可以忽略不計。
3. 帶電粒子的最終能量
當帶電粒子的速度最大時，其運動半徑也最大，由r=mv/Bq得v=Bqr/m，若 D 形盒半徑為R，則帶電粒子的最終動能，可見，帶電粒子經回旋加速器加速后的最終能量與加速電壓無關，只與磁感應強度 B 和 D 形盒半徑 R 有關。
