在芯片制造過程中，離子注入是其中一道重要的工序。如圖，是離子注入工作原理示意圖，正離子質量為m,電荷量為q,經電場加速后沿水平方向進入速度選擇器，然后通過磁分析器，選擇出特定比荷的正離子，經偏轉系統(tǒng)后注入處在水平面上的晶圓硅片。速度選擇器、磁分析器和偏轉系統(tǒng)中勻強磁場的磁感應強度大小均為B，方向均垂直紙面向外；速度選擇器和偏轉系統(tǒng)中勻強電場的電場強度大小均為E，方向分別為豎直向上和垂直紙面向外。磁分析器截面是內外半徑分別為R1和R2的四分之一圓弧，其兩端中心位置M和N處各有一小孔；偏轉系統(tǒng)中電場和磁場的分布區(qū)域是一棱長為L的正方體，晶圓放置在偏轉系統(tǒng)底面處。當偏轉系統(tǒng)不加電場和磁場時，正離子恰好豎直注入到晶圓上的O點，O點也是偏轉系統(tǒng)底面的中心。以O點為原點建立xOy坐標系，x軸垂紙面向外。整個系統(tǒng)處于真空中，不計正離子重力，經過偏轉系統(tǒng)直接打在晶圓上的正離子偏轉的角度都很小，已知當α很小時，滿足：sinα=α，cosα=1-12α2。
（1）求正離子通過速度選擇器后的速度大小v及磁分析器選擇出的正離子的比荷；
（2）當偏轉系統(tǒng)僅加磁場時，設正離子注入到顯上的位置坐標為（x,y），請利用題設條件，求坐標（x,y）的值。
1
2
α
2
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【解答】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：119引用：3難度：0.5
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1．如圖為質譜儀的原理示意圖，電荷量為q、質量為m的帶正電的粒子從靜止開始經過電勢差為U的加速電場后進入粒子速度選擇器，選擇器中存在相互垂直的勻強電場和勻強磁場，勻強電場的場強為E、方向水平向右．已知帶電粒子能夠沿直線穿過速度選擇器，從G點垂直MN進入偏轉磁場，該偏轉磁場是一個以直線MN為邊界、方向垂直紙面向外的勻強磁場．帶電粒子經偏轉磁場后，最終到達照相底片的H點．可測量出G、H間的距離為l.帶電粒子的重力可忽略不計．求
（1）粒子從加速電場射出時速度ν的大?。?br />（2）粒子速度選擇器中勻強磁場的磁感應強度B1的大小和方向．
（3）偏轉磁場的磁感應強度B2的大小．發(fā)布：2024/9/14 5:0:10組卷：366引用：19難度：0.5 -
2．質譜儀的基本構造如圖所示。質量為m （待測的）、帶電量為q的離子束由靜止經加速電場后，進入速度選擇器，速度選擇器中有相互垂直的電場強度為E的勻強電場和磁感應強度為B的勻強磁場，之后進入磁感應強度為B′的勻強磁場區(qū)域發(fā)生偏轉。
（1）若該離子的偏轉距離為l,求離子的質量m；
（2）求加速電場的電壓；
（3）在一次實驗中16O離子的偏轉距離為29.20cm,另一種帶電量相同的氧的同位素離子的偏轉距離為32.86cm。已知16O離子的質量為16.00u（u為原子質量單位），求另一種同位素離子的質量（保留兩位小數(shù)，用原子質量單位u表示）。發(fā)布：2024/11/7 8:0:2組卷：49引用：2難度：0.5 -
3．甲、乙、丙、丁四幅圖分別是回旋加速器、磁流體發(fā)電機、速度選擇器、霍爾元件的結構示意圖，圖丁中元件的導電粒子是自由電子。下列說法中正確的是（ ?。?br />
發(fā)布：2024/9/29 0:0:1組卷：166引用：2難度：0.5
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