㈠ 什么是粒子束武器
粒子束武器是利用高能强流亚原子束摧毁敌方飞机、导弹、卫星等飞行器或使之失效的一种定向能武器。它分为在大气层使用的带电粒子束武器和在外层空间使用的中性粒子束武器。主要由粒子源、粒子加速器和探测、瞄准跟踪、指挥、通信等设备组成。它的特点是:能量高度集中,束流穿透力强,脉冲发射频率高,能快速改变发射方向。它主要靠粒子束流使飞行器的结构和材料破坏、电子设备失效,从这些飞行在天空的“钢堡”的内部攻破。
早在20世纪40年代,有些国家就开始探索这种武器,但由于加速器产生的速流功率不高等原因而中断。20世纪50年代末,美国和苏联等国又重新研究,取得较大进展。粒子发生器产生的粒子集束成束状流,并通过加速器把它加速到每秒数万千米乃至接近光速。
粒子束武器可分为三类:一是射出的粒子束中带有电荷的,叫带电粒子束武器;二是带电粒子束中加入离子的,叫离子束武器;三是粒子束中不带电荷和离子的,则叫中性粒子束武器。粒子束武器与激光武器、微波武器通称为“定性高能武器”,又称“定向能”武器。
㈡ 粒子加速器
粒子加速器(particle accelerator)是用人工方法产生高速带电粒子的装置。是探索原子核和粒子的性质、内部结构和相互作用的重要工具,在工农业生产、医疗卫生、科学技术等方面也都有重要而广泛的实际应用。自E.卢瑟福1919年用天然放射性元素放射出来的a射线轰击氮原子首次实现了元素的人工转变以后,物理学家就认识到要想认识原子核,必须用高速粒子来变革原子核。天然放射性提供的粒子能量有限,只有几兆电子伏特(MeV),天然的宇宙射线中粒子的能量虽然很高,但是粒子流极为微弱,例如能量为10^14电子伏特( eV )的粒子每小时在 1平方米的面积上平均只降临一个,而且无法支配宇宙射线中粒子的种类、数量和能量,难于开展研究工作。因此为了开展有预期目标的实验研究,几十年来人们研制和建造了多种粒子加速器,性能不断提高。在生活中,电视和X光设施等都是小型的粒子加速器。
应用粒子加速器发现了绝大部分新的超铀元素和合成的上千种新的人工放射性核素,并系统深入地研究原子核的基本结构及其变化规律,促使原子核物理学迅速发展成熟起来;高能加速器的发展又使人们发现包括重子、介子、轻子和各种共振态粒子在内的几百种粒子,建立粒子物理学。近20多年来,加速器的应用已远远超出原子核物理和粒子物理领域,在诸如材料科学、表面物理、分子生物学、光化学等其它科技领域都有着重要应用。在工、农、医各个领域中加速器广泛用于同位素生产、肿瘤诊断与治疗、射线消毒、无损探伤、高分子辐照聚合、材料辐照改性、离子注入、离子束微量分析以及空间辐射模拟、核爆炸模拟等方面。迄今世界各地建造了数以千计的粒子加速器,其中一小部分用于原子核和粒子物理的基础研究,它们继续向提高能量和改善束流品质方向发展;其余绝大部分都属于以应用粒子射线技术为主的“小”型加速器。
粒子加速器的结构
粒子加速器的结构一般包括 3个主要部分 :①粒子源,用以提供所需加速的粒子,有电子、正电子、质子、反质子以及重离子等等。②真空加速系统,其中有一定形态的加速电场,并且为了使粒子在不受空气分子散射的条件下加速 ,整个系统放在真空度极高的真空室内。③导引、聚焦系统,用一定形态的电磁场来引导并约束被加速的粒子束,使之沿预定轨道接受电场的加速。所有这些都要求高、精、尖技术的综合和配合。
加速器的效能指标是粒子所能达到的能量和粒子流的强度(流强)。按照粒子能量的大小,加速器可分为低能加速器(能量小于10^8eV)、中能加速器(能量在10^8~10^9eV)、高能加速器(能量在10^9~10^12eV)和超高能加速器(能量在10^12eV以上)。目前低能和中能加速器主要用于各种实际应用。
粒子加速器的分类
粒子加速器按其作用原理不同可分为静电加速器、直线加速器、回旋加速器、电子感应加速器、同步回旋加速器 、对撞机等。
1929年,英国物理学家科克罗夫特和沃尔顿一起,设计制造出了一个“电压倍加器”,从而制造出了世界上第一台增加质子能量的装置,他们把它叫做“静电粒子加速器”。这台加速器利用高电压,能把质子加速到将近40万电子伏的能量,便锂原子发生了核分裂,从而首次用人造粒子炮弹实现了核分裂。为经,科克罗夫特和沃尔顿一起获得了1951年的诺贝尔物理学奖。但是不久,人们就发现静电粒子加速器在电压太高时会产生巨大的电火花。这样,要再进一步增大粒子炮弹的能量就不可能了。
然而,正是在首创的“静电粒子加速器”的基础上,科学家们不断努力探索,后来又研制成功了直线粒子加速器、回旋粒子加速器、同瞳回旋加速器、质子同瞳加速器等更高能量的粒子加速器。其中,环形加速器和直线加速器的两种基本型式。
环形加速器
被加速的粒子以一定的能量在一圆形结构里运动,粒子运行的圆形轨道是由磁偶极(dipole magnet)所控制。和直线加速器(Linac)不一样,环形加速器的结构可以持续地将粒子加速,粒子会重复经过圆形轨道上的同一点。但是粒子的能量会以同步辐射方式发散出去。
同步辐射是当任何带电粒子加速时,所发出的一种电磁辐射。粒子在圆形轨道里运动时都有一个向心加速度,会让粒子持续辐射。此时必须提供电场加速以补充所损失的能量。同步辐射是一种高功率的辐射,加速器将电子加速以产生同相位的X光。
除了加速电子以外也有些加速器加速较重的离子,如质子,以运作更高的能量领域的研究。譬如高能物理对于夸克及胶子的研究分析。
最早的环形加速器为 粒子回旋加速器,1912年由 恩奈斯特•劳伦斯(en:Ernest O. Lawrence)所发明。粒子回旋加速器有一对半圆形(D形)的中空盒子,以固定频率变换电场,用以加速带电粒子;以及一组磁偶极提供磁场使运动粒子转弯。带电粒子从盒子的圆心地方开始加速,然后依螺旋状轨迹运动至盒子边缘。
粒子回旋加速器有其能量限制,因为特殊相对论效应会使得高速下的粒子质量改变。粒子的核质比与回旋频率间的关系因此改变,许多参数需重新计算。当粒子速度接近光速时,粒子回旋加速器需提供更多的能量才有可能让粒子继续运行,而这时可能已经达到粒子回旋加速器机械上的极限。
当电子能量到达约十个百万电子伏特(10 MeV)时,原本的粒子回旋加速器无法对电子再做加速。必须用其它方法,如 同步粒子回旋加速器和 等时粒子回旋加速器的使用。这些加速器适用于较高的能量,而不用于较低的能量。
如果要到达更高的能量,约十亿电子伏特(billion eV or GeV),必须使用同步加速器。同步加速器将粒子置于环形的真空管中,称为储存环。储存环有许多的磁铁装置用以聚焦粒子以及让粒子在储存环中转弯,用微波(高频) 共振腔提供电场将粒子加速。
直线加速器
带电粒子在直线中加速,运行到加速器的末端。较低能量的加速器例如阴极射线管及X光产生器,使用约数千伏特的直流电压(DC)差的一对电极板。在X光产生器的靶本身是其中一个电极。
较高能的直线加速器使用在一直在线排列的电极板组合来提供加速电场。当带电粒子接近其中一个电极板时,电极板上带有相反电性的电荷以吸引带电粒子。当带电粒子通过电极板时,电极板上变成带有相同电性的电荷以排斥推动带电粒子到下一个电极板。所以带电粒子束加速时,必须小心控制每一个板上的交流(AC)电压,让每一个带电粒子束可以持续加速。
当粒子接近光速时,电场的转换速率必须变得相当高,须使用微波(高频) 共振腔来运作加速电场。
粒子加速器的能量
从20世纪30年代到50年代后半期的20年时间里,加速器的能量增加了几百倍到几千倍。这是因为要发现基本粒子。除了到宇宙线中去寻找外,就得到原子核内部去寻找。原子核内部存在非常强大的作用力,把基本粒子紧紧地结合在一起,因此研究基本粒子需要很大的能量。随着加速器能量的增加,在实验室中所发现的基本粒子数目也增多了。
现在,粒子加速器的规模已有小于一个大型机器制造厂,其用电量相当于一个中等城市,工作人员可达数千人,有宇宙粒子制造厂之称。但是,尽管今日粒子加速器能量已经够大的了,可它仍然远远不能适应探索原子奥秘的要求,因此随着人们对原子奥秘探索的深入,粒子加速器仍会为断地改进。
粒子加速器的发展
粒子加速器最初是作为人们探索原子核的重要手段而发展起来的。其发展历史概括如下;
1919年,卢瑟福用天然放射源实现了历史上第一个人工核反应,激发了人们用快速粒子束变革原子核的强烈愿望。
1928年,伽莫夫关于量子隧道效应的计算表明,能量远低于天然射线的α粒子也有可能透入原子核内。该研究结果进一步增强了人们研制人造快速粒子源的兴趣和决心。
1932年,J.D.考克饶夫特(John D. Cockroft)和E.T.瓦尔顿(Earnest T. S. Walton)在England的 Cavendish 实验室开发制造了700kV高压倍加速器加速质子,即Cockroft-Walton 加速器,实现了第一个由人工加速的粒子引起的Li(p,α)He核反应。由多级电压分配器(multi-step voltage divider )产生恒定的梯度直流电压,使离子进行直线加速。
1930年,Earnest O. Lawrence制作了第一台回旋加速器,这台加速器的直径只有10cm。随后,经M. Stanley Livingston资助,建造了一台25cm直径的较大回旋加速器,其被加速粒子的能量可达到1MeV。几年后,他们用由回旋加速器获得的4.8MeV 氢离子和氘束轰击靶核产生了高强度的中子束,还首次生产出了24Na、32P和131I等人工放射性核素。
1940 由 D. W. Kerst 利用电磁感应产生的涡旋电场发明了新型的加速电子电子感应加速器(Betatrons)。它是加速电子的圆形加速器。与回旋加速器的不同之处是通过增加穿过电子轨道的磁通量(magnetic flux )完成对电子的加速作用,电子在固定的轨道中运行。在该加速器中,必须和处理电子的相对论作用一样来处理由辐射而丢失的能量。所有被加速的粒子辐射电磁能,并且在一定动能范围内,被加速电子的辐射损失能量比质子的多。这种丢失的辐射能称同步加速辐射。因此,电子感应加速器的最大能量限制在几百MeV内。
在研制电子感应加速器的过程中提出了电子的振荡理论,并解决了带电粒子在加速过程中的稳定性问题,该理论适用于各种类型的梯度磁场聚焦的加速器。因此,在加速器的发展历史上,该加速器起了重要的作用。
电子感应加速器除了主要用于产生的γ射线做核反应等方面的应用外,还广泛用于工业和医疗方面:如无损探伤、工业辐照、放射治疗等。
1945年,V•.I• 维克斯勒尔和.E.M.麦克米伦分别提出了谐振加速中的自动稳相原理,从理论上提出了突破回旋加速器能量上限的方法,从而推动了新一代中高能回旋谐振式加速器如电子同步加速器、同步回旋加速器和质子同步加速器等的建造和发展。
中国三大高能物理研究装置---中国的粒子加速器
80年代,我国陆续建设了三大高能物理研究装置――北京正负电子对撞机、兰州重离子加速器和合肥同步辐射装置。为什么国家要花费如此巨资,建设这三大高能物理研究装置呢?
中国科技大学同步辐射加速器实验室随着科学技术的发展,人类对物质结构的认识是从一开始看到身边的各种物质逐渐发展到借助放大镜、显微镜、直到后来的粒子加速器、电子对撞机等,逐步深入到细胞、分十、原子和原子核深层次,每深入一步都会带来巨大的社会效益和经济效益。原子核及其核外电子的发现,带动了无线电、半导体、电视、雷达、激光、 X光的发展,而近几十年对原子核的研究,则为原子能的利用奠定了理论基础。
要想了解物质的微观结构,首先要把它打碎。粒子加速器就是用高速粒子去“打碎”被测物质,让正负电子在运动中相撞,可以使物质的微观结构产生最大程度的变化,进而使我们了解物质的基本性质。
北京正负电子对撞机
北京正负电子对撞机是一台可以使正、负两个电子束在同一个环里沿着相反的方向加速,并在指定的地点发生对头碰撞的高能物理实验装置。由于磁场的作用,正负电子进入环后,在电子计算机控制下,沿指定轨道运动,在环内指定区域产生对撞,从而发生高能反应。然后用一台大型粒了探测器,分辨对撞后产生的带电粒千及其衍变产物,把取出的电子信号输入计算机进行处理。它始建于1984年10月7日,1988年10月建成,包括正负电子对撞机、北京谱仪(大型粒子探测器)和北京同步辐射装置。
北京正负电子对撞机的建成,为我国粒子物理和同步辐射应用研究开辟了广阔的前景。它的主要性能指标达到80年代国际先进水平,一些性能指标迄今仍然是国际同类装置的最好水平。
兰州重离子加速器
兰州重离子加速器兰州重离子加速器是我国自行研制的第一台重离子加速器,同时也是我国到目前为止能量最高、可加速的粒子种类最多、规模最大的重离子加速器,是世界上继法国、日本之后的第三台同类大型回旋加速器,1989年H月投入正式运行,主要指标达到国际先进水平。中科院近代物理研究所的科研人员以创新的物理思想,利用这台加速器成功地合成和研究了10余种新核素。
合肥同步辐射装置
合肥国家同步辐射实验室直线加速器 合肥同步辐射装置主要研究粒子加速器后光谱的结构和变化,从而推知这些粒子的基本性质。它始建于1984年4月,1989年4月26日正式建成,迄今已建成5个实验站,接待了大量国内外用户,取得了一批有价值的成果。
中国科学技术大学同步辐射加速器实验室1989年4月提前建成并调试出束。
激光粒子加速器
美国科学家Tomas Plettner在近日出版的《物理评论快报》上报告,他和斯坦福大学、斯坦福线形加速器中心(SLAC)的同事一起,用一种波长800纳米的商用激光调节真空中运行的电子的能量,获得了和每米递减4千万伏的电场一样的调制效果。这一技术有望发展成新型激光粒子加速器,用来将粒子加速到Tev(万亿电子伏)的量级。
传统的加速器必须做成几百米甚至更长的庞然大物,以将粒子能量提升到粒子物理学家所需的程度。最近几年来,科学家发展出一种主要基于激光等离子体的技术,可获得比传统加速器更高的加速梯度,从而为缩短加速度的长度带来可能。然而,之前的一些技术往往导致同步加速器的辐射损失或降低粒子束的质量,限制了其对粒子物理学家的吸引力。
斯坦福大学研究小组开发的新方法,在用激光束加速的同时,施加一个和激光同向的纵向电场,形成叠加的加速效果。电子获得的能量自然等于纵向电场和激光束单独作用施加能量之和。该装置在真空中加速电子,而不是在复杂得多的等离子体环境中。
在自然空间,激光的相位速度——单一波长光的传播速度——比电子的速度低,因此不会影响加速效果。然而,Plettner和同事现在用一种镀金的带状聚合物,在电子束和光束互相作用的点上设置一条“边界线”;该线减轻了电子束和光束之间的相互影响,使两者之间产生电子加速所需的能量交换,从而克服了这个问题。
“这项工作最初、最主要的动机是想探索开发粒子加速器的可能性,从而把现有直线加速器的长度缩减一个数量级。”Plettner说,“这将导致碰撞能达1Tev甚至更高的‘紧凑’型高亮度轻子碰撞的出现。”据悉,新方法还可能导致小型X射线源技术的发展。
㈢ 回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的仪器,其核心部分是两个D形金属扁盒,两盒分别和一高频
| (1)加速器由D形盒盒间缝隙组成,盒间缝隙对粒子加速有有电场,D形盒起到让粒子旋转再次通过盒间缝隙进行加速, 要做匀速圆周运动,没有电场. 则有电场只存在于两盒之间,而盒内无电场 (2)粒子在磁场中只受洛伦兹力作用,洛伦兹力始终与速度垂直,粒子做匀速圆周运动 (3)粒子速度增加则半径增加,当轨道半径达到最大半径时速度最大 由R=
则其最大动能为:E kmax =
答:(1)盒内无电场. (2)粒子在磁场中做匀速圆周运动 (3)最大速度为V max =
|
㈣ 激光是怎么产生的光子,电子,分子,离子,原子,粒子的概念是什么
激光(Laser),它指通过受激辐射放大和必要的反馈,产生准直、单色、相干的光束的过程及仪器.而基本上,产生激光需要"共振腔"(resonator)、"增益介质"(gain medium)以及"激发来源"(pumping source)这三个要素.
原理
原子的运动状态可以分为不同的能级,当原子从高能级向低能级跃迁时,会释放出相应能量的光子(所谓自发辐射).同样的,当一个光子入射到一个能级系统并为之吸收的话,会导致原子从低能级向高能级跃迁(所谓受激吸收);然后,部分跃迁到高能级的原子又会跃迁到低能级并释放出光子(所谓受激辐射).这些运动不是孤立的,而往往是同时进行的.当我们创造一种条件,譬如采用适当的媒质、共振腔、足够的外部电场,受激辐射得到放大从而比受激吸收要多,那么总体而言,就会有光子射出,从而产生激光.
分类
根据产生激光的媒质,可以把激光器分为液体激光器、气体激光器和固体激光器等.而现在最常见的半导体激光器算是固体激光器的一种.
构成
激光器大多由激励系统、激光物质和光学谐振腔三部分组成.激励系统就是产生光能、电能或化学能的装置.目前使用的激励手段,主要有光照、通电或化学反应等.激光物质是能够产生激光的物质,如红宝石、铍玻璃、氖气、半导体、有机染料等.光学谐振控的作用,是用来加强输出激光的亮度,调节和选定激光的波长和方向等.
应用
激光应用很广泛,主要有 fiber communication,激光测距、激光切割、激光武器、激光唱片等等
历史
1958年,美国科学家肖洛和汤斯发现了一种神奇的现象:当他们将内光灯泡所发射的光照在一种稀土晶体上时,晶体的分子会发出鲜艳的、始终会聚在一起的强光.根据这一现象,他们提出了"激光原理",即物质在受到与其分子固有振荡频率相同的能量激励时,都会产生这种不发散的强光--激光.他们为此发现了重要论文.
肖洛和汤斯的研究成果发表之后,各国科学家纷纷提出各种实验方案,但都未获成功.1960年5月15日,美国加利福尼亚州休斯实验室的科学家梅曼宣布获得了波长为0.6943微米的激光,这是人类有史以来获得的第一束激光,梅曼因而也成为世界上第一个将激光引入实用领域的科学家.
1960年7月7日,梅曼宣布世界上第一台激光器由诞生,梅曼的方案是,利用一个高强闪光灯管,来刺激在红宝石色水晶里的铬原子,从而产生一条相当集中的纤细红色光柱,当它射向某一点时,可使其达到比太阳表面还高的温度.
前苏联科学家H.Γ.巴索夫于1960年发明了半导体激光器.半导体激光器的结构通常由P层、N层和形成双异质结的有源层构成.其特点是:尺寸小,耦合效率高,响应速度快,波长和尺寸与光纤尺寸适配,可直接调制,相干性好.
光子:原始称呼是光量子(light quantum),电磁辐射的量子,传递电磁相互作用的规范粒子,记为γ.其静止质量为零,不带电荷,其能量为普朗克常量和电磁辐射频率的乘积,E=hv,在真空中以光速c运行,其自旋为1,是玻色子
电子:静止质量为9.109×10^-31kg、电荷为-1.602×10^-19C的稳定基本粒子.在一般情况下是指带负电荷的负电子.其反粒子是带正电荷的正电子.
分子:化学上,分子是物质组成的一种基本单位名称.
离子:带有电荷的原子或分子,或组合在一起的原子或分子团.带正电荷的离子称“正离子”,带负电荷的离子称“负离子”.
原子:组成元素的最小单元.由原子核和围绕原子核运动的电子组成.
粒子:粒子(particle)指能够以自由状态存在的最小物质组分.最早发现的粒子是电子和质子,1932年又发现中子,确认原子由电子、质子和中子组成,它们比起原子来是更为基本的物质组分,于是称之为基本粒子.以后这类粒子发现越来越多,累计已超过几百种,且还有不断增多的趋势;此外这些粒子中有些粒子迄今的实验尚未发现其有内部结构,有些粒子实验显示具有明显的内部结构.看来这些粒子并不属于同一层次,因此基本粒子一词已成为历史,如今统称之为粒子.
㈤ 回旋加速器的原理是什么
工作原理:
回旋加速器使用高频交流电压加速带电粒子束,该交流电压施加在真空室内的两个称为“dees”的空心“D”形金属片电极之间。dees 面对面放置,它们之间有一个狭窄的间隙,在它们内部形成一个圆柱形空间,供粒子移动。
粒子被注入这个空间的中心。dees 位于一个大电磁铁的两极之间,该电磁铁施加一个垂直于电极平面的静磁场B。由于洛伦兹力,磁场使粒子的路径弯曲成一个圆圈垂直于它们的运动方向。
如果粒子的速度是恒定的,它们将在磁场的影响下在凹槽内沿圆形路径行进。然而,几千伏的射频(RF)交流电压被施加在两个电极之间。电压在电极之间的间隙中产生振荡电场,加速粒子。设置频率,以便粒子在单个电压周期内形成一个电路。为此,频率必须与粒子的回旋共振频率相匹配。
B是磁场强度,q是粒子的电荷,m是带电粒子的相对论质量。每次粒子通过另一个电极后,RF 电压的极性就会反转。因此,每次粒子穿过从一个深电极到另一个电极的间隙时,电场都会在正确的方向上加速它们。
由于这些推动,粒子的速度增加导致它们在每次旋转时沿半径更大的圆移动,因此粒子以螺旋形式移动从中心向外的路径到dees的边缘。
当它们到达边缘时,金属板上的一个小电压会使光束偏转,使其通过它们之间的小间隙离开电极,并击中位于腔室边缘出口点的目标,或者通过抽空的回旋加速器离开回旋加速器。
光束管击中远程目标。目标可以使用各种材料,由于碰撞而产生的核反应会产生次级粒子,这些次级粒子可以被引导到回旋加速器之外并进入仪器进行分析。
回旋加速器是第一个“循环”加速器。回旋加速器设计相对于当时现有的静电加速器(例如Cockcroft-Walton 加速器和范德格拉夫发电机)的优势在于,在这些机器中,粒子仅被电压加速一次,因此粒子的能量等于机器上的加速电压,它被空气击穿限制在几百万伏。
相反,在回旋加速器中,粒子在其螺旋路径中多次遇到加速电压,因此被加速多次,因此输出能量可以是加速电压的许多倍。

用途
除了生产用于 RUH PET-CT 扫描仪的成像同位素外,该实验室还承担动物和人类健康成像和研究以及作物/植物成像和研究。
该设施还是研究开发新化合物(称为放射性药物)的场所,可以改进癌症、阿尔茨海默氏症、帕金森氏症和多发性硬化症等疾病的检测、诊断和治疗。通过用放射性同位素标记特定的生物分子,科学家可以根据“标记”分子的吸收方式来追踪可能导致特定器官疾病的过程。
其他研究领域包括与使用回旋加速器生产新放射性同位素相关的物理学以及更灵敏的辐射探测器的设计。
来自广泛学科和行业合作伙伴的学生、教师和研究人员研究复杂问题的解决方案,而卫生专业人员则接受了最先进的成像和治疗方案的培训。
㈥ 高二物理电磁学常见仪器工作原理
质谱仪:质谱仪又称质谱计。分离和检测不同同位素的仪器。即根据带电粒子在电磁场中能够偏转的原理,按物质原子、分子或分子碎片的质量差异进行分离和检测物质组成的一类仪器。(http://ke..com/view/127123.htm)
电磁继电器:电磁继电器是一种电子控制器件,它具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路),通常应用于自动控制电路中,它实际上是用较小的电流。较低的电压去控制较大电流。较高的电压的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。(http://ke..com/view/329615.htm)
速度选择器:质谱仪的重要组成,剔除速度不同的粒子,提高检测精度。平行板器件中,电场强度E和磁感应强度B相互垂直。 速度选择器具有不同水平速度的带电粒子射入后发生偏转的情况不同。这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来,所以叫做速度选择器,这是质谱仪的重要组成部分。
回旋加速器:利用电场使带电粒子加速,利用磁场使带电粒子偏转,若外加交变电压的频率和粒子在磁场中做圆周运动的频率相等时,粒子每一次偏转进入电场后就可以及时的加速。但由于相对论效应,粒子高速运动时做圆周运动的周期不再保持不变,因而用回旋加速器加速带电粒子,使其获得的能量也是有限的。
这些在网络中均能找到,而且还有图
㈦ 生物实验室里加速溶解的仪器有哪些 超声仪是吗是的话 是做什么用的
超声仪是,用声波将溶解物细化粉碎。震荡仪,应该叫震荡仪吧,就是震动加速溶解的,具体名字不记得了。另外一些加热搅拌的设备也可以,其它的不记得了,希望有帮助吧!
㈧ 回旋加速器是利用较低电压的高频电源,使粒子经多次加速获得巨大速度的一种仪器,工作原理如图。下列说法
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㈨ 氨分子微波激射放大器是什么时候研制成功的 约翰·彼德逊·戈登(1928~),是哥伦比亚大学的美国物理学家汤斯(1915~)带的研究生。他们(还有汤斯带的另一个研究生蔡格)从1951年开始,就在一起研究制造新型微波振荡器——氨分子微波激射放大器。在经过了两年艰辛,花费了近3万美元之后,终于取得成功。表达成功后的喜悦,当然应该“激动”一把! 1954年7月,他们正式宣布实验成功。 ㈩ 什么是质谱仪它的主要功能有哪些 分离和检测不同同位素的仪器。即根据带电粒子在电磁场中能够偏转的原理,按物质原子、分子或分子碎片的质量差异进行分离和检测物质组成的一类仪器。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。 分离和检测不同同位素的仪器。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。质谱方法最早于1913年由J.J.汤姆孙确定,以后经 F.W.阿斯顿等人改进完善。现代质谱仪经过不断改进,仍然利用电磁学原理,使离子束按荷质比分离。质谱仪的性能指标是它的分辨率,如果质谱仪恰能分辨质量m和m+Δm,分辨率定义为m/Δm。现代质谱仪的分辨率达 105 ~106 量级,可测量原子质量精确到小数点后7位数字。 质谱仪最重要的应用是分离同位素并测定它们的原子质量及相对丰度。测定原子质量的精度超过化学测量方法,大约2/3以上的原子的精确质量是用质谱方法测定的。由于质量和能量的当量关系,由此可得到有关核结构与核结合能的知识。对于可通过矿石中提取的放射性衰变产物元素的分析测量,可确定矿石的地质年代。质谱方法还可用于有机化学分析,特别是微量杂质分析,测量分子的分子量,为确定化合物的分子式和分子结构提供可靠的依据。由于化合物有着像指纹一样的独特质谱,质谱仪在工业生产中也得到广泛应用。 固体火花源质谱:对高纯材料进行杂质分析。可应用于半导体材料有色金属、建材部门;气体同位素质谱:对稳定同位素C、H、N、O、S及放射性同位素Rb、Sr、U、Pb、K、Ar测定,可应用于地质石油、医学、环保、农业等部门 [编辑本段]有机质谱仪 有机质谱仪基本工作原理:以电子轰击或其他的方式使被测物质离子化,形成各种质荷比(m/e)的离子,然后利用电磁学原理使离子按不同的质荷比分离并测量各种离子的强度,从而确定被测物质的分子量和结构。 有机质谱仪主要用于有机化合物的结构鉴定,它能提供化合物的分子量、元素组成以及官能团等结构信息。分为四极杆质谱仪、离子阱质谱仪、飞行时间质谱仪和磁质谱仪等。 有机质谱仪的发展很重要的方面是与各种联用仪(气相色谱、液相色谱、热分析等)的使用。它的基本工作原理是:利用一种具有分离技术的仪器,作为质谱仪的"进样器",将有机混合物分离成纯组分进入质谱仪,充分发挥质谱仪的分析特长,为每个组分提供分子量和分子结构信息。 可广泛用于有机化学、生物学、地球化学、核工业、材料科学、环境科学、医学卫生、食品化学、石油化工等领域以及空间技术和公安工作等特种分析方面。 [编辑本段]无机质谱仪 无机质谱仪与有机质谱仪工作原理不同的是物质离子化的方式不一样,无机质谱仪是以电感耦合高频放电 (ICP)或其他的方式使被测物质离子化。 无机质谱仪主要用于无机元素微量分析和同位素分析等方面。分为火花源质谱仪、离子探针质谱仪、激光探针质谱仪、辉光放电质谱仪、电感耦合等离子体质谱仪。火花源质谱仪不仅可以进行固体样品的整体分析,而且可以进行表面和逐层分析甚至液体分析;激光探针质谱仪可进行表面和纵深分析;辉光放电质谱仪分辨率高,可进行高灵敏度,高精度分析,适用范围包括元素周期表中绝大多数元素,分析速度快,便于进行固体分析;电感耦合等离子体质谱,谱线简单易认,灵敏度与测量精度很高。 质谱分析法的特点是测试速度快,结果精确。广泛用于地质学、矿物学、地球化学、核工业、材料科学、环境科学、医学卫生、食品化学、石油化工等领域以及空间技术和公安工作等特种分析方面。 [编辑本段]同位素质谱仪 同位素质谱分析法的特点是测试速度快,结果精确,样品用量少(微克量级)。能精确测定元素的同位素比值。广泛用于核科学,地质年代测定,同位素稀释质谱分析,同位素示踪分析。 [编辑本段]离子探针 离子探针是用聚焦的一次离子束作为微探针轰击样品表面,测射出原子及分子的二次离子,在磁场中按质荷比(m/e)分开,可获得材料微区质谱图谱及离子图像,再通过分析计算求得元素的定性和定量信息。测试前对不同种类的样品须作不同制备,离子探针兼有电子探针、火花型质谱仪的特点。可以探测电子探针显微分析方法检测极限以下的微量元素,研究其局部分布和偏析。可以作为同位素分析。可以分析极薄表面层和表面吸附物,表面分析时可以进行纵向的浓度分析。成像离子探针适用于许多不同类型的样品分析,包括金属样品、半导体器件、非导体样品,如高聚物和玻璃产品等。广泛应用于金属、半导体、催化剂、表面、薄膜等领域中以及环保科学、空间科学和生物化学等研究部门。 与把分子加速射出的仪器叫什么相关的资料
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