质谱仪原理高中物理
3-1,最后一章 磁场。质谱仪是利用带电粒子在磁场中的运动原理的仪器。它的主要作用有三个,一个是分离同位素,一个是测相对分子质量,还有一个是测比荷。 而示波器简单理解为利用带电粒子在电场中的运动原理,是黑白电视的原理。他们两个的差别很大。无论是运用原理还是应用。
② 求高中物理题中的各种仪器原理如质谱分析仪、示波管等等
高中物理 要以不变应万变!
对于电磁学实验仪器那部分,最重要的只是几个公式。
1。带电粒子在磁场偏转时候的周期和半径。
为什么不同的带电粒子在质谱仪中会分开呢?因为他们带电量的
不同,质量的不同。导致他们在同一个磁场中的半径也不同。从
而达到了分离的目的!
2.牛顿运动定律在电场中的应用。
示波管就是利用带电粒子在电场中的偏转来形成的不同的
图形。而对于示波器来说。发出的粒子是一定的,这时如果电场
恒定。就会在屏幕上显示固定的一点。所以要通过改变对x极板和y极板
的电压进行改变,来使达到屏幕上的粒子的轨迹发生变化。
牛顿定律在电场中的应用。我想阁下一定会吧。
就是分析带电粒子在电场中的受力情况。再用运动学公式
来计算x方向和y方向的位移。
看见一道题,不要总想着所有步骤都照顾到、。要一步一步的分析。
一步一步的往里套公式。只要你做到了这点。就没问题了。
对于电磁学来说,只要你看几道粒子在磁场、电场、和复合场运动及其轨迹
的例题并且用心去学习他的解题思路。那么只要不是压轴的题 ,就都没什么问题了。
电磁学的实验仪器的原理,和我刚说的那几类题是一样的。你只要找几道
稍微复杂点的例题。用心学习一下。自然就会仪器的原理了;
我刚上大一。在做家教。 这些希望对你有帮助!
③ 质谱仪的作用和原理(我是高中生)
地球上的元素,比方说氦元素,是有同位素的,分别是氦2和氦3。所谓同位素,就是同一种元素(质子相同),但具有不同的质量(由于中子数不同导致)。质谱仪的作用,就是把同一种元素的各种同位素都区分开来(各同位素按质量大小排列,形成一个"谱")。其原理就是带电粒子垂直入射到磁场中,做圆周运动的圆周半径与质量有关(公式复杂就不写了),根据半径与质量的关系就可以区别各个同位素了。
④ 高中物理质谱仪的速度选择器原理
粒子受到的落伦兹力和电场力不是垂直的吗?——不是的。
磁场与电磁是垂直的,而粒子的运动方向与二者都垂直——所以,电场与粒子的运动方向、磁场方向垂直
洛伦兹力与磁场、粒子运动方向均垂直
由此可知,洛伦兹力与电场力在同一条直线上。
⑤ 高中物理题中关于质谱仪原理的疑问
问题提得好!在你所述的情况下确实存在这个问题,但并不耽误相关的计算题。
实际的质谱仪里的加速电场起到的是把离子从离子源进一步加速并引入检测器。离子源产生的离子已经具有很高的能量,离子质量速度电荷很不一样,也就是说那些离子的初速并不都一样。高中题设成初始速度为零的情况确实会令你这样善于思考的高手纠结。建议在休假闲暇的时候网络一下质谱仪的有关条目,尽管不一定都明白,但至少这个问题是不会纠结了。
谢谢你,使我关注了这个一向熟视无睹的问题。
⑥ 质谱仪和回旋加速器的工作原理
质谱仪是一种分析各种同位素并测量其质量及含量百分比的仪器。当一束带电的原子核通过质谱仪中的电场和磁场时,凡其荷质比不相等的,便被分开。仪器的主要装置放在真空中。将物质气化、电离成离子束,经电压加速和聚焦,然后通过磁场电场区,不同质量的离子受到磁场电场的偏转不同,聚焦在不同的位置,从而获得不同同位素的质量谱。
回旋加速器的主要结构是在磁极间的真空室内有两个半圆形的金属扁盒(D形盒)隔开相对放置,D形盒上加交变电压,其间隙处产生交变电场。置于中心的粒子源产生带电粒子射出来,受到电场加速,在D形盒内不受电场,仅受磁极间磁场的洛伦兹力,在垂直磁场平面内作圆周运动。
⑦ 质谱仪的工作原理是什么
学过高中物理就知道了,是带电粒子在磁场中的运动。 质谱仪以离子源、质量分析器和离子检测器为核心。离子源是使试样分子在高真空条件下离子化的装置。电离后的分子因接受了过多的能量会进一步碎裂成较小质量的多种碎片离子和中性粒子。它们在加速电场作用下获取具有相同能量的平均动能而进入质量分析器。质量分析器是将同时进入其中的不同质量的离子,按质荷比m/z大小分离的装置。分离后的离子依次进入离子检测器,采集放大离子信号,经计算机处理,绘制成质谱图。离子源、质量分析器和离子检测器都各有多种类型。质谱仪按应用范围分为同位素质谱仪、无机质谱仪和有机质谱仪;按分辨本领分为高分辨、中分辨和低分辨质谱仪;按工作原理分为静态仪器和动态仪器
⑧ 关于高二物理质谱仪的几个公式、。谢谢些邪恶
你好,950508jin
根据 qU=mv^2/2 得q/m=v²/2 u
根据 qvB=mv^2/2 和r=x/2 得 v=qBX/2m 代人q/m=v²/2u 中可以消去一个q/m
即q/m=(qBX/2m)²/2U 消去一个q/m
2U=(q/m)B²X²/4
进而得到q/m==8U/B^2*X^2 荷质比就是比荷q/m
⑨ 质谱仪是如何工作的(高中物理)
稳定同位素质谱部分的核心是离子源,操作人员对附件设备做任何操作之前必须先考虑保护离子源。
1、设备配置
IRMS系统部件主要由系统主机、三个外设、两个接口和一个工作站组成。
①主机:即质谱仪,由离子源、质量分析器、检测器、电气系统以及真空系统组成。
②三个外设包括:燃烧型元素分析仪(Flash EA1112HT)、气相色谱仪(GC)和预浓缩装置(PreCon)。
③两个接口:连接元素分析仪的连续流接口(即Conflo Ⅲ)和连接气相色谱仪的的接口(GCC)。
④ 一个工作站:一台运行控制程序ISODAT 2.0的计算机。
2、软件功能及操作:
instrument control 软件主要控制质谱及相关附件设备(如:自动进样器),电脑启动后首先启动的软件;
acquisition 做样运行软件,
workshop系统备份软件,每年在设备状态最好时做一次系统备份。
workspace 方法编辑,数据导出和处理软件;
configurator附属硬件与主机质谱链接的设置软件。
EA control元素分析仪参数设置的软件。
3、仪器的维护
为保持仪器正常工作和良好性能,定期和必要的维护是必不可少的,具体的维护项目见下表:
表1:维护日程表
序号
维护内容
时间
1
换气路及反应管
必要时
2
He气系统泄漏检查
每月(换气或设备调整后)
3
更换水井
必要时
4
烘烤离子源
每月(或必要时)
5
老化色谱柱
每个月(或必要时)
6
更换压缩机干燥剂
每个月(或必要时)
7
机械泵油面观察
每月
8
换分子泵油杯
每年(或必要时)
9
清洗离子源(硅)
每2年(或必要时)
10
更换灯丝
每年(灯丝烧断或必要时)
①换气路及反应管:做C或N分析时,视测试样品的图形和标准样品的偏差,确定更换反应管(反应管填装要均匀)中化学试剂或清理炉灰(一般每周更换或清理一次);换做HO分析时,EA的气路依照气路图更换,参考气换作CO和H2。
②He气系统泄漏检查:每日早晨查看He气的压力并记录He气的量,He气泄漏可能发生在更换高压He气瓶,换水井或反应管,调换气路时,可能造成接头处泄漏,必须在接头处涂抹泡沫检漏,再配合EA的自动检漏,200秒内降到2mL/min内,视为不漏气或泄漏在允许范围内。
③更换水井:做N检测,水井装CO2吸收剂(黑色,NaOH和石灰的混合物),约2天换一次(由样品的性质决定,变白色大于一半);做C、H和O检测,水井装Mg(ClO4)2,约每个月更换一次。
④烘烤离子源:通过烘烤离子源可以使离子源中一些杂质带出,在参考气线性稍差或标准样品偏差较大时,烘烤离子源,一般烘烤要大于24小时(analysis heater点亮)。
⑤老化色谱柱:色谱柱升温140℃-190℃,可以将色谱柱中的杂质带出,一般每个月要烘烤一次,注意烘烤色谱柱必须将针阀和离子源关闭,He气的稀释打开。
⑥更换压缩机干燥剂:每天早晨压缩机排水,如发现干燥剂的2/3以上变色,更换干燥剂。
⑦机械泵油面观察:每个月都要打开质谱下方的小门,如果油面低于窗口的中心线,应补充同型号的新油至中心线上一点。如果油的颜色变黑或乳沫状,都应全部更换新油。
4、样品测试
① 固体样品CN同位素测试步骤:气路链接;He气泄漏检查;软件设置(炉子升温right furnace:400℃-600℃-800℃-950℃,逐步升温,每个温度待30min左右,载气流速设置,方法设计,离子源聚焦);待反应管烧稳定 (一般大于12小时),依次打开针阀、离子源,开始样品测试;每天早晨对离子源做自动聚焦。
② 液体水HO同位素测定:气路链接;He气泄漏检查;软件设置(炉子升温left furnace:400℃-600℃-900℃-1200℃-1380℃,载气流速设置,方法设计,离子源聚焦);待反应管烧稳定(一般需大于20小时),依次打开针阀、离子源,开始样品测试前保证参考气已稳定;每天早晨做H3+离子校正(连续两天的偏差小于0.1,仪器较稳定)。
5、故障分析及处理
该IRMS设备日常维护较好,运行比较稳定,现将我经历的几次故障总结如下:
①故障现象:EA 1112HT自动关机,显示温度超出设定范围,在2008年下半年,相继出现3次。
分析与处理:通过万用表检测热电偶的两个端口,均为热电偶烧毁,由工程师跟换热电偶后,设备恢复正常。原因可能是因为炉子持续高温时间太久(超过30天),致使热电偶烧毁,以后每15天降温一次对设备进行维护,再没有出现此类故障。
②故障现象:做样过程中突然跳出一个尖峰,然后离子源自动关闭,随后真空系统也自动关闭,在2010年4到7月,相继出现2次。
分析与处理:应该由真空瞬间变差引起,可能是真空系统的硬件故障,也可能是He气不稳定,第一次因机械泵油脏,换了泵油,重新启动设备正常,第二次He气瓶的总阀没有完全打开,真空表的压力变大,调整好载气压力后,重启质谱后正常。
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