如图所示，让一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物由静止经过同一加速电场加速，然后进入同一偏转电场，假设三种离子都能从偏转电场中飞出，请利用你所学过的物理规律分析

Question

如图所示，让一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物由静止经过同一加速电场加速，然后进入同一偏转电场，假设三种离子都能从偏转电场中飞出，请利用你所学过的物理规律分析它们是否会分成三股？要求写出必要的公式．

Answer 1

设任一正电荷的电量为q，加速电压为U₁，偏转电压为U₂，偏转电极的极板为L，板间距离为d．
在加速电场中，根据动能定理得：qU₁=(1)/(2)mv₀²-0，
在偏转电场中，离子做类平抛运动，运动时间 t=(L)/(v0)
偏转距离 y=(1)/(2)at²=(1)/(2)(qU2)/(md)t²，
联立以上各式得：y=(U2L2)/(4U1d)，
设偏转角度为θ，则 tanθ=(vy)/(v0)=(at)/(v0)=((qU2)/(md)×(L)/(v0))/(v0)=(U2L)/(2U1d)，
由上可知y、θ与带电粒子的质量、电荷量无关，则一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子在偏转电场轨迹重合，所以它们不会分成三股，而是会聚为一束射出．
答：一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子不会分成三股，而是会聚为一束射出