如圖所示是半導(dǎo)體注入工藝的裝置示意圖，某種元素的兩種離子X⁺和X³⁺，質(zhì)量均為m,可從A點(diǎn)水平向右注入加速電場，初速度大小連續(xù)分布且在0和

6

e

U

m

之間。經(jīng)電壓為U的電場直線加速后，離子均從小孔C水平射入偏轉(zhuǎn)電場（兩極板水平放置且上極板帶負(fù)電，電勢差U'可調(diào)），偏轉(zhuǎn)后均能穿出此電場，其中CD為偏轉(zhuǎn)電場的中線。離子穿出電場后立即進(jìn)入緊靠電場的勻強(qiáng)磁場，該磁場邊界線豎直、右側(cè)足夠大，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B在B₀和3B₀之間可調(diào)，方向始終垂直紙面向里。不考慮離子的重力及相互作用，元電荷帶電量為e。
（1）僅注入初速度0的離子，U'不為0，求X⁺和X³⁺穿出偏轉(zhuǎn)電場時(shí)豎直方向位移之比；
（2）僅注入初速度為

6

e

U

m

的X⁺離子，U'不為0且B=B₀，求離子在磁場中射入位置與射出位置的距離Y；
（3）若放置一塊緊靠磁場左邊界的豎直收集板，長度

L

=

5

2

B

0

2

m

U

e

，下端距D點(diǎn)的距離

d

=

3

2

B

0

2

m

U

e

。先調(diào)節(jié)偏轉(zhuǎn)電場的電壓，使U'=0，僅注入X⁺離子，每秒發(fā)射的離子數(shù)為n₀，各種速率的離子數(shù)目相同，再調(diào)節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，使B₀≤B≤3B₀，求收集板上每秒能收集到的離子數(shù)n與B之間的關(guān)系。