Масс-спектрограф и циклотрон

1. Зачем требуется фильтр скоростей в масс-спектрографе? Как производится фильтрация частиц?

Если бы скорости частиц были разные, то масс-спектрографом нельзя было бы определить массы частиц. В фильтре на частицы действуют две силы — электрическая и магнитная. Для частиц с определенной скоростью эти две силы оказываются равны по модулю и противоположны по направлению. Поэтому эти частица вылетают из фильтра, в отличие от частиц с другими скоростям.

2. В чем состоит принцип измерения масс в масс-спектрографе?

По следу на фотопластинке можно определить радиус окружности, по которой двигалась частица. А зная радиус, можно рассчитать массу частицы по формуле:

m = qBB₀/E₀ * R.

3. Для каких целей предназначен циклотрон? Опишите его принципиальное устройство

Циклотрон предназначен для придания заряженным частицам высоких энергий. В циклотроне на частицы действуют магнитная и электрическая силы. Ускорение частицы производит электрическое поле между дуантами.

4. Каким образом и где в циклотроне происходит ускорение заряженных частиц?

В зазоре между двумя дуантами. Электрическое поле ускоряет положительный заряд, частицы начинают двигаться по окружностям больших радиусов, и т.д.

5. Для чего в циклотроне используется магнитное поле?

Магнитное поле используется для того, чтобы появилась сила Лоренца, действующая на частицы в дуантахт (закручивая их), что позволяет уменьшить размер ускорителя.