磁分析器英文解释翻译、磁分析器的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 magnetic analyzer
分词翻译:
磁的英语翻译:
magnetism
分析器的英语翻译:
【计】 analyzer
【化】 analyzer
【医】 analysor; analyzer
专业解析
磁分析器 (cí fēn xī qì) 是物理学和工程学中用于根据带电粒子在磁场中的运动轨迹来分离或分析不同属性(如动量、能量或荷质比)粒子的装置。其核心原理基于洛伦兹力的作用。
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核心定义与工作原理 (Core Definition & Working Principle):
- 当带电粒子(如电子、离子)以一定速度进入均匀磁场时,会受到垂直于其运动方向和磁场方向的洛伦兹力($F = q(vec{v} times vec{B})$,其中 $q$ 为电荷量,$vec{v}$ 为粒子速度,$vec{B}$ 为磁感应强度)。这个力使粒子做匀速圆周运动。
- 圆周运动的半径($r$)与粒子的动量($p$)成正比,与电荷量($q$)和磁场强度($B$)成反比,关系式为:$r = frac{p}{qB}$。对于非相对论粒子,动量 $p = mv$($m$ 为质量,$v$ 为速度)。
- 因此,具有不同动量或不同荷质比 ($q/m$) 的带电粒子,在相同磁场中会沿着不同半径的圆形轨迹偏转。磁分析器通过设计特定的磁场区域和粒子接收装置(如狭缝、探测器),可以选择性地让特定轨迹(即特定属性)的粒子通过或被检测到,从而实现粒子的分离或分析。
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主要应用领域 (Key Application Areas):
- 粒子物理学: 在粒子加速器和探测器(如质谱仪的核心部件)中,用于识别和测量高能粒子的动量或电荷。
- 质谱分析: 作为磁扇形质谱仪 (Magnetic Sector Mass Spectrometer) 的核心组件,根据离子的荷质比 ($m/z$) 进行分离和检测,广泛应用于化学、生物学、环境科学等领域进行物质成分分析。不同 $m/z$ 的离子偏转半径不同,从而被不同的检测器接收。
- 材料科学: 用于分析离子束的成分或能量分布,例如在离子注入或表面分析技术中。
- 核物理: 分离和识别不同种类的放射性同位素或核反应产物。
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关键特性与类型 (Key Characteristics & Types):
- 分辨率: 指区分两个相邻动量或荷质比粒子的能力,是衡量分析器性能的重要指标。
- 磁场构型: 常见的磁场构型包括均匀磁场(如180度、90度扇形磁场)、非均匀磁场等,不同的构型影响粒子的聚焦特性和分辨率。
- 聚焦特性: 某些设计的磁分析器(如双聚焦质谱仪中的磁分析器)不仅按动量/荷质比分离粒子,还具有速度聚焦或方向聚焦的能力,提高分辨率和灵敏度。
参考来源:
- 美国物理学会 (APS) 物理术语表 (Glossary of Physics Terms): 提供洛伦兹力、带电粒子在磁场中运动等基础物理概念的权威定义。
- 国际纯粹与应用化学联合会 (IUPAC) 分析术语纲要 (Compendium of Analytical Terminology): 对质谱仪及其核心部件(如磁分析器)的定义和原理有标准化的描述。
- 经典教材: 如 K. Siegbahn 的 Alpha-, Beta- and Gamma-Ray Spectroscopy (涉及核物理应用), J. H. Gross 的 Mass Spectrometry: A Textbook (详细阐述磁质谱原理与应用)。
网络扩展解释
磁分析器是一种利用磁场对带电粒子进行筛选和分离的仪器,主要用于核物理研究、质谱分析等领域。以下是其核心要点:
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基本功能与原理
磁分析器通过磁场对带电粒子(如离子束)的偏转作用,将不同动量或质量的粒子分离开。其核心原理是:带电粒子在磁场中运动时,受到洛伦兹力作用,轨迹发生偏转,偏转程度与粒子的动量(或质荷比m/z)相关。
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关键分类
- 单聚焦磁分析器:仅实现方向聚焦,适用于对分辨率要求不高的场景(如扇形磁场结构)。
- 双聚焦磁分析器:结合电场和磁场,同时实现方向与能量聚焦,显著提高分辨率,用于精密质谱分析。
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应用场景
- 在核反应研究中,用于从加速器中分离出单一能量和成分的粒子束。
- 在质谱仪中,作为核心组件分离不同质荷比的离子,帮助物质成分分析。
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技术优势
磁场偏转具有高灵敏度和选择性,尤其适合处理复杂离子束的筛选需求,例如从混合粒子束中提取特定能量或质量的粒子。
若需了解更详细的磁场参数或具体仪器设计,可参考上述来源中的物理模型和实验案例。
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