【简答题】
飞行时间质谱仪可以根据带电粒子的飞行时间对气体分子进行分析.如图所示,在真空状态下,自脉冲阀P喷出微量气体,经激光照射产生不同正离子,自a板小孔进入a、b间的加速电场,从b板小孔射出,沿中线方向进入M、N板间的方形区域,然后到达紧靠在其右侧的探测器.已知极板a、b间的电压为U0,间距为d,极板M、N的长度和间距均为L.不计离子重力及经过a板时的初速度.(1)若M、N板间无电场和磁场,请推导出离子从a板到探测器的飞行时间t与比荷k(k= q m ,q和m分别为离子的电荷量和质量)的关系式;(2)若在M、N间只加上偏转电压U1,请论证说明不同正离子的轨迹是否重合;(3)若在M、N间只加上垂直于纸面的匀强磁场.已知进入a、b间的正离子有一价和二价的两种,质量均为m,元电荷为e.要使所有正离子均能通过方形区域从右侧飞出,求所加磁场的磁感应强度的最大值Bm.
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