质谱分析技术已广泛应用于各前沿科学领域。汤姆孙发现电子的质谱装置示意如图,、为两块水平放置的平行金属极板,板长为,板右端到屏的距离为,且远大于,为垂直于屏的中心轴线,不计离子重力和离子在板间偏离的距离。以屏中心为原点建立直角坐标系,其中轴沿水平方向,轴沿竖直方向。
(1)设一个质量为、电荷量为的正离子以速度沿的方向从点射入,板间不加电场和磁场时,离子打在屏上点。若在两极板间加一沿方向场强为的匀强电场,求离子射到屏上时偏离点的距离;
(2)假设你利用该装置探究未知离子,试依照以下实验结果计算未知离子的质量数。
上述装置中,保留原电场,再在板间加沿方向的匀强磁场。现有电荷量相同的两种正离子组成的离子流,仍从点沿方向射入,屏上出现两条亮线。在两线上取坐标相同的两个光点,对应的坐标分别为3.24和3.00,其中坐标大的光点是碳12离子击中屏产生的,另一光点是未知离子产生的。尽管入射离子速度不完全相等,但入射速度都很大,且在板间运动时方向的分速度总是远大于方向和方向的分速度。