Question

“電子能量分析器”主要由處于真空中的電子偏轉(zhuǎn)器和探測板組成。偏轉(zhuǎn)器是由兩個相互絕緣、半徑分別為R_A和R_B的同心圓金屬半球面A和B構(gòu)成，A、B為電勢值不等的等勢面，其過球心的截面如圖所示。一束電荷量為e、質(zhì)量為m的電子以不同的動能從偏轉(zhuǎn)器左端M的正中間小孔垂直入射，進入偏轉(zhuǎn)電場區(qū)域，最后到達偏轉(zhuǎn)器右端的探測板N，其中動能為E_k0的電子沿等勢面C做勻速圓周運動到達N板的正中間。忽略電場的邊緣效應(yīng)。

（1）判斷球面A、B的電勢高低，并說明理由；
（2）求等勢面C所在處電場強度E的大小；
（3）若半球面A、B和等勢面C的電勢分別為φ_A、φ_B和φ_C，則到達N板左、右邊緣處的電子，經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場前、后的動能改變量ΔE_K左和ΔE_K右分別為多少？
（4）比較|ΔE_K左|和|ΔE_K右|的大小，并說明理由。

Answer 1

（1）
（2）
（3）對于到達N板左邊緣的電子，電場力做正功，動能增加，有：
對到達N板右邊緣的電子，電場力做負功，動能減小，有
（4）

解析