SELECTIVE PHYSICS · 质谱仪
轨迹会说出比荷
让同一电压加速的正离子垂直进入磁场。先读速度，再读半径，最后从落点反推 q/m。
粒子 A · ²⁰Ne⁺
粒子 B · ²²Ne⁺（对比关闭）
实时粒子位置
加速后速度 v
1.55 × 10⁵
m/s
轨道半径 r
0.357
m
落点直径 2r
0.715
m
由落点反推 q/m
2.41 × 10⁶
C/kg
阶段一 · 电场
电场做功，改变速度大小
由 |q|U = ½mv²，电压越高，离开狭缝时的速度越大。
阶段二 · 磁场
洛伦兹力只改方向，不改速率
F = |q|vB 始终垂直 v，不做功，因此粒子做匀速圆周运动。
① 电场加速
v = √(2|q|U/m)
U 决定入射速率
② 磁场偏转
r = mv/(|q|B)
B 只改变轨迹弯曲程度
③ 屏上可测
d = 2r
狭缝到落点的距离是直径
④ 反推比荷
q/m = 2U/(B²r²)
这里 q 取正离子的电荷量
模型条件：粒子初速度为零；加速区外电场忽略；磁场匀强且与入射速度垂直；不计重力与相对论效应。1 u = 1.660 539 × 10⁻²⁷ kg，e = 1.602 177 × 10⁻¹⁹ C。