质谱仪Mass spectrometer
同一种元素，为什么落在底片的不同位置？
qU = ½mv² r = mv / (qB) = √(2mU/q) / B高中物理
彩色：不同同位素的离子，× 表示磁场垂直纸面向里
qU = ½mv² r = mv / (qB) = √(2mU/q) / B
离子先经电压 U 加速，再垂直进入匀强磁场做半圆运动，打在照相底片上。电荷相同时，轨道半径与质量的平方根成正比，所以同一元素的不同同位素落在不同位置——质谱仪就是这样“称”出原子质量的。
元素U加速电压（kV）B磁感应强度（T）
t = 0.00 s
速度
氖-20 轨道半径7.20cm
落点间距（最轻与最重）7.0mm
氖-20 入射速度139km/s
轨道半径与加速电压
半径与 √U 成正比；质量越大，半径越大。
想一想
氖-20 和氖-22 进入磁场后，谁的轨道半径更大？
氖-22。r = √(2mU/q)/B，质量越大半径越大；两者半径之比为 √(22/20) ≈ 1.05，在底片上相隔几毫米。
模型条件离子带一个元电荷、从静止开始加速 · 离子质量取质量数 × 原子质量单位
实验记录
调好参数后点“记录当前数据”。多记几组不同参数的数据，就能画出它们的关系并做直线拟合；暂停后在不同时刻记录，还可以研究读数随时间的变化。