质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具,它的构造原理如图所示.离子源S产生的各种不同正离子束(速度可看作为零),经加速电场(加速电场极板间的距离为d、电势差为U)加速,然后垂直进入磁感应强度为B的有界匀强磁场中做匀速圆周运动,最后到达记录它的照相底片P上.设离子在P上的位置与入口处S1之间的距离为x。
(1)求该离子的荷质比.
(2)若离子源产生的是带电量为q、质量为m1和m2的同位素离子(m1> m2),它们分别到达照相底片上的P1、P2位置(图中末画出),求P1、P2间的距离△x。
(3)若第(2)小题中两同位素离子同时进入加速电场,求它们到达照相底片上的时间差△t(磁场边界与靠近磁场边界的极板间的距离忽略不计).