Máy quang phổ khối Bainbridge có sơ đồ như hình bên là một thiết bị dùng để xác định khối lượng nguyên tử. Các nguyên tử bị mất electron trở thành các ion dương.
| Nội dung | Đúng | Sai |
a | Tất cả các ion đều được tăng tốc khi đi qua bộ chọn vận tốc. |
| S |
b | Vận tốc của những ion thoát ra khỏi bộ chọn vận tốc là v=E/B . | Đ |
|
c | Lực từ do từ trường đều B'→ tác dụng lên ion đi vào nó gây ra gia tốc hướng tâm cho ion. | Đ |
|
d | Khối lượng của ion chuyển động theo quỹ đạo bán kính R trong từ trường đều B'→ là m=qBB'RE . | Đ |
|
a) Sai.
Những ion mà lực từ của từ trường đều $\vec{B}$ và lực điện của điện trường $\vec{E}$ tác dụng lên chúng **không cân bằng nhau** thì chúng được tăng tốc, chúng chuyển động cong và ở lại trong bộ chọn vận tốc; còn những ion mà lực điện và lực từ **cân bằng nhau** thì chúng không được tăng tốc, chúng chuyển động thẳng đều và thoát ra khỏi bộ chọn vận tốc.
b) Đúng.
Với các ion thoát ra khỏi bộ chọn vận tốc, lực điện và lực từ cân bằng nhau nên
\[
|q|\,vB = |q|\,E \ \Rightarrow\ v=\frac{E}{B}.
\]
c) Đúng.
Lực từ do từ trường đều $\vec{B'}$ tác dụng lên ion có phương luôn vuông góc với vector vận tốc $\vec{v}$ nên không làm thay đổi tốc độ của ion, chỉ làm bẻ cong quỹ đạo, gây ra gia tốc hướng tâm cho ion chuyển động đều theo quỹ đạo là nửa đường tròn.
d) Đúng.
Lực từ tác dụng lên ion gây ra gia tốc hướng tâm nên ta có
\[
|q|\,vB'=\frac{mv^{2}}{R}
\ \Rightarrow\
m=\frac{|q|\,B'R}{v}
=\frac{|q|\,B'R}{E/B}
=\frac{|q|\,B\,B'\,R}{E}.
\]
