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考点31 质谱仪质谱仪（选修3—1第三章：磁场的第六节带电粒子在匀强磁场中的运动）★★★○○○○质谱仪：根据带电粒子在电磁场中能够偏转的原理，制造出的能够分离和检测不同同位素的仪器.1、构造：如图甲所示,由粒子源、加速电场、偏转磁场和照相底片等构成。
2、原理：粒子由静止被加速电场加速,根据动能定理可得关系式qU＝12mv2。
粒子在磁场中受洛伦兹力作用而偏转，做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律得关系式qvB＝m错误!。
由两式可得出需要研究的物理量，如粒子轨道半径、粒子质量、比荷等。
粒子轨道半径r＝错误!错误!,粒子质量m＝错误!，比荷错误!＝错误!。
质谱仪的主要特征将质量数不等，电荷数相等的带电粒子经同一电场加速后进入偏转磁场.各粒子由于轨道半径不同而分离，其轨道半径r＝错误!＝错误!＝错误!＝错误!错误!。
在上式中，B、U、q对同一元素均为常量，故r∝m，根据不同的半径，就可计算出粒子的质量或比荷。
例：(多选）(2009年高考广东物理）如图是质谱仪的工作原理示意图。
带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。
速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场分别为B和E.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2。
平板S下方有磁感应强度为B0的匀强磁场.下列表述正确的是（）A．质谱仪是分析同位素的重要工具B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向内C．能通过的狭缝P的带电粒子的速率等于E/BD．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越小【答案】AC1、(2015-2016学年陕西省三原县北城中学高二第四次月考)如图所示，有A、B、C、D四个离子，它们带等量的同种电荷，质量关系m A=m B<m C=m D，以不等的速度v A<v B=v C〈v D进入速度选择器后，只有两种离子从速度选择器中射出,进入B2磁场，由此可以判断A．离子应带负电B．进入B2磁场的离子是C、D离子C．到达b位置的是C离子D．到达a位置的是C 离子【答案】D【点拨】本题题干虽然没有明确说明该装置为质谱仪，但也能判断出来，明确只有速度满足一定条件时才能通过速度选择器，由洛仑兹力提供向心力能够推导出粒子偏转半径公式,判断半径与哪些因素有关。
化学分析中的质谱测量技术在现代化学分析领域中，质谱测量技术已经成为了一项不可或缺的工具。
质谱测量技术可以通过对物质的质谱信号进行分析，准确地确定物质的化学成分和结构。
质谱技术的发展历程质谱技术的起源可追溯到20世纪初。
它的发展历程经历了多个阶段。
最早的质谱仪是Thomson的发现电子的电子质谱仪。
在1930年代后期，质谱技术取得重大进展，出现了第一部带磁场的质谱仪。
20世纪50年代，首次使用气体静电感应型离子源，用于呼气气体分析。
20世纪70年代，质谱技术再次得到了飞跃式的发展，随着计算机技术的进步，质谱仪的灵敏度和分辨率得到了大幅提高。
质谱技术在化学分析中的应用质谱技术在化学分析中，尤其是有机和生物化学领域中，具有广泛的应用。
例如，在药物研发过程中，质谱技术可以用于确定药物成分的纯度、分子量、分子结构以及定量分析。
在环境分析领域，质谱技术可以用于分析水、土壤、空气等环境样品中的污染物质。
在食品安全领域，质谱技术可以用于检测食品中的农药残留、饲料中的添加剂、肉类中激素等。
质谱技术的基本原理质谱技术基于质量谱学原理，这是一门研究物质质量分布规律的科学。
质谱技术能够通过分析物质的分子离子质荷比（m/z）、分子离子的裂解产物及其相对丰度、化合物分子的碎片以及获得其质量谱图，从而获得物质结构信息并进行成分分析。
质谱技术的实现质谱技术的实现通常包括物质的离子化、离子从离子源进入质谱仪以及离子在质谱仪中的分离、检测等步骤。
离子化是将样品中的化合物分子离解生成离子的过程，常见的离子化方式包括电子轰击、化学离子化、大气压下电喷雾离子化等。
离子从离子源进入质谱仪的过程被称为离子传输过程。
在此过程中，离子需要经过的物理环境对离子的传输及检测精度有着很大的影响。
质谱仪系统通常包括一系列的离子过滤器和检测器，用于对离子进行分离和检测，以获得离子与质量的关系，生成质谱图。
不同离子所在处不同离子通道和不同离子通道的信号强度都与离子的质量有关，因而质谱图能够定量、定性地分析出样品中的化合物。
