
【化】 charge-mass ratio
荷質比(Charge-to-Mass Ratio)是物理學和化學中的一個核心概念,指帶電粒子所攜帶的電荷量(q)與其質量(m)的比值,通常用符號 ( frac{q}{m} ) 表示。該比值是描述帶電粒子在電磁場中運動特性的關鍵參數。
中文定義
在漢語語境中,“荷”指電荷(Electric Charge),“質”指質量(Mass),“比”即比值。因此“荷質比”直譯為電荷與質量的比值,其物理意義為:單位質量的粒子所攜帶的電荷量。
英文對應術語
英文術語為Charge-to-Mass Ratio(縮寫為 ( q/m )),常見于電磁學、粒子物理學及質譜分析領域。例如:
The charge-to-mass ratio of an electron is a fundamental constant in physics.
(電子的荷質比是物理學中的一個基本常數。)
電磁場中的運動規律
帶電粒子在電場或磁場中的偏轉軌迹取決于其荷質比。例如在勻強磁場中,粒子作圓周運動的半徑 ( r ) 滿足:
$$ r = frac{mv}{qB} $$ 其中 ( B ) 為磁感應強度,( v ) 為粒子速度。荷質比越大,偏轉半徑越小。
質譜儀的工作原理
質譜儀通過測量離子在磁場中的偏轉程度,結合其電荷量計算質量,核心依據即荷質比差異。不同 ( frac{q}{m} ) 的離子會分離至不同位置,實現同位素分析。
基本粒子的标識
電子、質子等基本粒子的荷質比是固有屬性。例如:
《物理學名詞》(全國科學技術名詞審定委員會)
将“荷質比”定義為“帶電粒子的電荷與其質量的比值”,英文對應“specific charge”或“charge-to-mass ratio”。
國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)
在質譜學标準術語中明确荷質比(m/z)為離子質量與電荷數的比值,用于質譜圖橫坐标。
粒子類型 | 荷質比(C/kg) | 應用領域 |
---|---|---|
電子 | ( 1.76 times 10^{11} ) | 陰極射線管、粒子加速器 |
α粒子(He²⁺) | ( 4.82 times 10^{7} ) | 核物理實驗 |
質子 | ( 9.58 times 10^{7} ) | 質譜分析、醫學成像 |
注:以上定義及數據參考《中國大百科全書·物理學卷》、NIST物理常數數據庫及IUPAC标準術語文件。
荷質比(又稱比荷)是物理學中描述帶電粒子的重要參數,以下是其詳細解釋:
荷質比指帶電粒子的電荷量與其質量的比值,公式為: $$ text{荷質比} = frac{q}{m} $$ 其中 ( q ) 為電荷量(單位:庫侖),( m ) 為質量(單位:千克)。計算時無論粒子帶正電還是負電,電荷量均取正值。
1897年,湯姆遜通過電磁偏轉法測定陰極射線粒子的荷質比,發現其比氫離子大一千多倍,由此首次确認了電子的存在。
提示:如需具體實驗方法(如磁聚焦法)或擴展應用,可參考等來源。
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