提前说明:本章涉及🐔⛊到的相关知识🙶🎻,大部分来自于中国工程物理研究院官网、🛄对外公开资料。

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    李察阅读,目光在书页上移动。

    “铀235提纯的第一种方法,是电磁分离法,利用质谱仪的⛌原理进行同位素分离。

    其中质谱仪是实验室用来分析带电粒子质量的一种仪器,能够让质量不同而带电量相同的粒子,进入磁场发生偏转的🃈🕷🎍半径不同,从而分离。

    详细🂣解释的话,那就是粒子以速度v进入磁场(假设朝上),带正电荷粒子运动所产生的磁场磁力线沿运动方向🅄🃾🝛的左边朝上、右边朝下。因而运动带电粒子左边的磁场被加强,右边的磁场被减弱,形成一个磁场梯度,产生一个从左向右推的磁压力。

    这个力与速度方向垂直,虽然不能改变运动带电粒子速度值的大小,但是却♳🌢能改变粒子运动的方向,形成一个向心力。

    又因为磁场是均匀的,对运动带电粒子产生的磁压力处处相🂟🐂☫等,所以🏾☉♈使运动的带电粒🚄🐸子在磁场中作匀速圆周运动。

    按照电磁学公式,可知,磁场的作用力等于qBv,向心加速度😜等🛏🛖🜙于v2/R🛄。

    所以,能导出:qBv=Mv2/R→qB🂵📊🙇R=Mv。

    公式中,q为粒子电量,🀟♮🋲v为粒子运🋖动速度,🕯🍋🆞M为粒子质量,B为磁感应强度,R为粒子作圆周运动的偏转半径。

    又因为🀙粒子电🕲🍢🉳量q、磁感应强度B都是确定的,由此运动粒子的动量与偏转♳🌢半径成正比。

    带♏🇘😲相同电荷q而质量不同的离子,通过相同的加🗹速电压U,获得😜的电势能是相等的,且等于进入磁场时的动能为:qU=(1/2)Mv2。

    前面已知粒子的动量Mv=q🂉🌻🄔BR,两式消去v,即得M=qB2R2/2U。

    对于质量等🎻🖒于(M+DM)的粒子,(M+DM)=qB2(⛌R+DR)2/2🝾🐯U。

    由此可🀙得出DM/M🐔⛊=2DR/R,即质量的相对🀛♊偏差,是半径相对偏差的2倍。

    由于入射粒子的质量不同,它们经过相同电压加速后获得的能量相等,但动量不同。进入磁场后,动量大的弯曲半径大,动量⚓👂🆅小的弯曲半径小。