[发明专利]一种测量单个带电颗粒荷质比的装置

权利要求书

1.一种测量单个带电颗粒荷质比的装置，其特征在于，包括匀强电场产生装置以及光栅测距系统，所述匀强电场产生装置用于使带电颗粒在匀强电场产生装置产生的匀强电场中做匀加速运动，所述光栅测距系统用于获得带电颗粒在匀强电场运动的轨迹；所述光栅测距系统产生具有一定间距的光轴阵列，当带电颗粒在匀强电场中运动时，将带电颗粒通过第1根光轴的时刻记为0，测得带电颗粒通过第i+1根光轴的时刻t_i以及带电颗粒通过第j+1根光轴的时刻t_j

由公式：

即可得出单个带电颗粒的荷质比：其中，q为单个带电颗粒的电量，m为单个带电颗粒的质量，E为匀强电场的电场强度，d₀为相邻两根光轴之间的距离。

2.根据权利要求1所述的测量单个带电颗粒荷质比的装置，其特征在于，所述匀强电场产生装置包括直流高压发生器、静电电压表、两个相互平行的平板电极；所述直流高压发生器的输出端通过导线与一个平板电极相连接，另一个平板电极接地，从而产生匀强电场；所述静电电压表与高压发生器并联。

3.根据权利要求2所述的测量单个带电颗粒荷质比的装置，其特征在于，所述两个相互平行的平板电极产生的匀强电场方向与重力方向相垂直，所述带电颗粒自由落体滴入匀强电场。

4.根据权利要求3所述的测量单个带电颗粒荷质比的装置，其特征在于，所述两个相互平行的平板电极为紫铜板，每个紫铜板的外侧依次镶嵌聚四氟乙烯和绝缘有机玻璃。

5.根据权利要求4所述的测量单个带电颗粒荷质比的装置，其特征在于，所述两个紫铜板之间的距离D≥5cm。

6.根据权利要求5所述的测量单个带电颗粒荷质比的装置，其特征在于，所述带电颗粒的直径≤5％D，以保证带电颗粒所带电荷产生的电场对匀强电场的影响可以忽略。

7.根据权利要求1所述的测量单个带电颗粒荷质比的装置，其特征在于，所述光栅测距系统包括发射器、收光器、计算机或控制器、同步计时器，所述发射器和收光器平行放置，所述发射器和收光器之间产生等间距的光轴阵列，所述收光器与计算机或控制器相连，计算机或控制器和同步计时器相连。

8.根据权利要求7所述的测量单个带电颗粒荷质比的装置，其特征在于，所述发射器为激光发射器，产生的等间距的激光光轴阵列垂直于所述匀强电场产生装置产生的匀强电场方向，所述带电颗粒可以通过激光。

9.根据权利要求7或8所述的测量单个带电颗粒荷质比的装置，其特征在于，所述光轴阵列的光轴距d₀可以根据带电颗粒的直径进行调节，所述光轴距d₀与带电颗粒直径的关系是：带电颗粒的直径≤10％d₀。

10.根据权利要求1所述的测量单个带电颗粒荷质比的装置，其特征在于，所述带电颗粒为带电液滴，包括绝缘的电介质液滴或导电的电解质液滴。