
【化】 charge-mass ratio
荷质比(Charge-to-Mass Ratio)是物理学和化学中的一个核心概念,指带电粒子所携带的电荷量(q)与其质量(m)的比值,通常用符号 ( frac{q}{m} ) 表示。该比值是描述带电粒子在电磁场中运动特性的关键参数。
中文定义
在汉语语境中,“荷”指电荷(Electric Charge),“质”指质量(Mass),“比”即比值。因此“荷质比”直译为电荷与质量的比值,其物理意义为:单位质量的粒子所携带的电荷量。
英文对应术语
英文术语为Charge-to-Mass Ratio(缩写为 ( q/m )),常见于电磁学、粒子物理学及质谱分析领域。例如:
The charge-to-mass ratio of an electron is a fundamental constant in physics.
(电子的荷质比是物理学中的一个基本常数。)
电磁场中的运动规律
带电粒子在电场或磁场中的偏转轨迹取决于其荷质比。例如在匀强磁场中,粒子作圆周运动的半径 ( r ) 满足:
$$ r = frac{mv}{qB} $$ 其中 ( B ) 为磁感应强度,( v ) 为粒子速度。荷质比越大,偏转半径越小。
质谱仪的工作原理
质谱仪通过测量离子在磁场中的偏转程度,结合其电荷量计算质量,核心依据即荷质比差异。不同 ( frac{q}{m} ) 的离子会分离至不同位置,实现同位素分析。
基本粒子的标识
电子、质子等基本粒子的荷质比是固有属性。例如:
《物理学名词》(全国科学技术名词审定委员会)
将“荷质比”定义为“带电粒子的电荷与其质量的比值”,英文对应“specific charge”或“charge-to-mass ratio”。
国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)
在质谱学标准术语中明确荷质比(m/z)为离子质量与电荷数的比值,用于质谱图横坐标。
粒子类型 | 荷质比(C/kg) | 应用领域 |
---|---|---|
电子 | ( 1.76 times 10^{11} ) | 阴极射线管、粒子加速器 |
α粒子(He²⁺) | ( 4.82 times 10^{7} ) | 核物理实验 |
质子 | ( 9.58 times 10^{7} ) | 质谱分析、医学成像 |
注:以上定义及数据参考《中国大百科全书·物理学卷》、NIST物理常数数据库及IUPAC标准术语文件。
荷质比(又称比荷)是物理学中描述带电粒子的重要参数,以下是其详细解释:
荷质比指带电粒子的电荷量与其质量的比值,公式为: $$ text{荷质比} = frac{q}{m} $$ 其中 ( q ) 为电荷量(单位:库仑),( m ) 为质量(单位:千克)。计算时无论粒子带正电还是负电,电荷量均取正值。
1897年,汤姆逊通过电磁偏转法测定阴极射线粒子的荷质比,发现其比氢离子大一千多倍,由此首次确认了电子的存在。
提示:如需具体实验方法(如磁聚焦法)或扩展应用,可参考等来源。
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