如图所示,以O为原点建立平面直角坐标系Oxy,沿y轴放置一平面荧光屏,在y>0,0<x<0.5m的区域有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁场的磁感应强度大小B=0.5T。在原点O放一个开有小孔粒子源,粒子源能同时放出比荷为q/m=4.0×106kg/C的不同速率的正离子束,沿与x轴成30o角从小孔射入磁场,最后打在荧光屏上,使荧光屏发亮。入射正离子束的速率在0到最大值vm=2.0×106m/s的范围内,不计离子之间的相互作用,也不计离子的重力。
(1)求离子从粒子源放出到打到荧光屏上所用的时间;
(2)求离子打到荧光屏上的范围;
(3)实际上,从O点射入的正离子束有一定的宽度,设正离子将在与x轴成30o~60o角内进入磁场,则某时刻(设为t=0时刻)在这一宽度内向各个方向射入各种速率的离子,经过×10-7s时这些离子可能出现的区域面积是多大?