質(zhì)譜儀是一種分析各種同位素并測(cè)量其質(zhì)量及含量百分比的儀器。當(dāng)一束帶電的原子核通過(guò)質(zhì)譜儀中的電場(chǎng)和磁場(chǎng)時(shí),凡其荷質(zhì)比不相等的,便被分開(kāi)。儀器的主要裝置放在真空中。將物質(zhì)氣化、電離成離子束,經(jīng)電壓加速和聚焦,然后通過(guò)磁場(chǎng)電場(chǎng)區(qū),不同質(zhì)量的離子受到磁場(chǎng)電場(chǎng)的偏轉(zhuǎn)不同,聚焦在不同的位置,從而獲得不同同位素的質(zhì)量譜。
回旋加速器的主要結(jié)構(gòu)是在磁極間的真空室內(nèi)有兩個(gè)半圓形的金屬扁盒(D形盒)隔開(kāi)相對(duì)放置,D形盒上加交變電壓,其間隙處產(chǎn)生交變電場(chǎng)。置于中心的粒子源產(chǎn)生帶電粒子射出來(lái),受到電場(chǎng)加速,在D形盒內(nèi)不受電場(chǎng),僅受磁極間磁場(chǎng)的洛倫茲力,在垂直磁場(chǎng)平面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng)。
質(zhì)譜儀原理
質(zhì)譜儀能用高能電子流等轟擊樣品分子,使該分子失去電子變?yōu)閹д姾傻姆肿与x子和碎片離子。這些不同離子具有不同的質(zhì)量,質(zhì)量不同的離子在磁場(chǎng)的作用下到達(dá)檢測(cè)器的時(shí)間不同,其結(jié)果為質(zhì)譜圖。
原理公式:q/m=2v/B2r2
回旋加速器,是利用磁場(chǎng)使帶電粒子作回旋運(yùn)動(dòng),在運(yùn)動(dòng)中經(jīng)高頻電場(chǎng)反復(fù)加速的裝置,是高能物理中的重要儀器。
回旋加速器的性質(zhì):
1、磁場(chǎng)的作用
帶電粒子以某一速度垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí),只在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其中周期與速率和半徑無(wú)關(guān),使帶電粒子每次進(jìn)入D形盒中都能運(yùn)動(dòng)相等時(shí)間(半個(gè)周期)后,平行于電場(chǎng)方向進(jìn)入電場(chǎng)中加速。
2、電場(chǎng)的作用
回旋加速器的兩個(gè)D形盒之間的窄縫區(qū)域存在周期性的變化的并垂直于兩D形盒直徑的勻強(qiáng)電場(chǎng),加速就是在這個(gè)區(qū)域完成的。
3、交變電壓
為了保證每次帶電粒子經(jīng)過(guò)狹縫時(shí)均被加速,使其能量不斷提高,要在狹縫處加一個(gè)與粒子運(yùn)動(dòng)的周期一致的交變電壓。