在半导体离子注入工艺中,初速度可忽略的离子P+和P3+,经电压为U的电场加速后,垂直进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里,有一定的宽度的匀强磁场区域,如图所示.已知离子P+在磁
问题描述:
在半导体离子注入工艺中,初速度可忽略的离子P+和P3+,经电压为U的电场加速后,垂直进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里,有一定的宽度的匀强磁场区域,如图所示.已知离子P+在磁场中转过θ=30°后从磁场右边界射出.在电场和磁场中运动时,离子P+和P3+( )
A. 在电场中的加速度之比为1:1
B. 在磁场中运动的半径之比为 3:1
C. 在磁场中转过的角度之比为1:2
D. 离开电场区域时的动能之比为1:3
答
A、两个离子的质量相同,其带电量是1:3的关系,所以由a=
可知其在电场中的加速度是1:3,故A错.qU md
B、要想知道半径必须先知道进入磁场的速度,而速度的决定因素是加速电场,所以在离开电场时其速度表达式为:v=
,可知其速度之比为1:
2qU m
.又由qvB=m
3
知,r=v2 r
,所以其半径之比为mv qB
:1,故B错误.
3
C、由B的分析知道,离子在磁场中运动的半径之比为
:1,设磁场宽度为L,离子通过磁场转过的角度等于其圆心角,所以有sinθ=
3
,则可知角度的正弦值之比为1:L R
,又P+的角度为30°,可知P3+角度为60°,即在磁场中转过的角度之比为1:2,故C正确.
3
D、由电场加速后:qU=
mv2可知,两离子离开电场的动能之比为1:3,故D正确.1 2
故选:CD.