二、质谱仪和回旋加速器

　　1．质谱仪

　　(1)原理图：如图所示。

　　(2)加速

　　带电粒子进入质谱仪的加速电场，由动能定理得：

　　qU＝mv2。①

　　(3)偏转

　　带电粒子进入质谱仪的偏转磁场做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力：qvB＝。②

　　(4)由①②两式可以求出粒子的运动半径r、质量m、比荷等。其中由r＝ 可知电荷量相同时，半径将随质量变化。

　　(5)质谱仪的应用

　　可以测定带电粒子的质量和分析同位素。

　　2．回旋加速器的结构和原理

　　(1)两个中空的半圆金属盒D1和D2，处于与盒面垂直的匀强磁场中，D1和D2间有一定的电势差，如图所示。

　　(2)带电粒子在D形盒中只受洛伦兹力的作用而做匀速圆周运动，运动半周后带电粒子到达D形盒的狭缝处，并被狭缝间的电场加速，加速后的带电粒子进入另一D形盒，由粒子在洛伦兹力作用下做圆周运动的半径公式r＝知，它运动的半径将增大，由周期公式T＝可知，其运动周期与速度无关，即它运动的周期不变，它运动半个周期后又到达狭缝再次被加速，如此继续下去，带电粒子不断地被加速，在D形盒中做半径逐渐增大，但周期不变的圆周运动。

　　1．自主思考--判一判

　　(1)带电粒子进入匀强磁场后一定做匀速圆周运动。(×)

(2)运动电荷在匀强磁场中做圆周运动的周期与速度无关。(√)