仅用一个扇形磁场进行质量分析的质谱仪称为单聚焦质谱仪单聚焦质量分析器实际上是处于扇形磁场中的真空扇形容器因此也称为磁扇形分析器
丹普斯特质谱仪
如下图原理是利用电场加速磁场偏转测加速电压和和偏转角和磁场半径求解
例1 质谱仪是一种测带电粒子质量和分析同位素的重要工具现有一质谱仪粒子源产生出质量为m电量为的速度可忽略不计的正离子出来的离子经电场加速从点沿直径方向进入磁感应强度为B半径为R的匀强磁场区域调节加速电压U使离子出磁场后能打在过点并与垂直的记录底片上某点上测出点与磁场中心点的连线物夹角为求证粒子的比荷
证明离子从粒子源出来后在加速电场中运动由
得
离子以此速度垂直进入磁场
即
班布瑞基质谱仪
在丹普斯特质谱仪上加一个速度选择器利用两条准直缝使带电粒子平行进入速度选择器只有满足即的粒子才能通过速度选择器由知求质量
例2 如图是一个质谱仪原理图加速电场的电压为U速度选择器中的电场为E磁场为
B1偏转磁场为
B2一电荷量为
q的粒子在加速电场中加速后进入速度选择器刚好能从速度选择器进入偏转磁场做圆周运动测得直径为d求粒子的质量不考虑粒子的初速度
解粒子在电场中加速由动能定理有粒子通过速度选择器有进入偏转磁场后洛仑兹力提供向心力有而联立