Question

讓一價氫離子、一價氦離子和二價氦離子的混合物由靜止經過同一加速電場加速，然后在同一偏轉電場里偏轉，它們是否會分成三股？請說明理由．

Answer 1

設任一正電荷的電量為q，加速電壓為U₁，偏轉電壓為U₂，偏轉電極的極板為L，板間距離為d．
在加速電場中，根據動能定理得：
qU₁=

1

2

m

v

20

在偏轉電場中，離子做類平拋運動，運動時間 t=

L

v0

偏轉距離 y=

1

2

at2=

1

2

?

qU2

md

t2
聯立以上各式得：y=

U2L2

4dU1

設偏轉角度為θ，則 tanθ=

vy

v0

=

at

v0

=

U2L

2dU1

由上可知y、θ與帶電粒子的質量、電荷量無關，則一價氫離子、一價氦離子和二價氦離子在偏轉電場軌跡重合，所以它們不會分成三股，而是會聚為一束射出．
答：一價氫離子、一價氦離子和二價氦離子不會分成三股，而是會聚為一束射出．