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(cè)板組成。偏轉(zhuǎn)器是由兩個(gè)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(shì)值不等的等勢(shì)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(dòng)能從偏轉(zhuǎn)器左端M的正中間小孔垂直入射，進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)區(qū)域，最后到達(dá)偏轉(zhuǎn)器右端的探測(cè)板N，其中動(dòng)能為E_k0的電子沿等勢(shì)面C做勻速圓周運(yùn)動(dòng)到達(dá)N板的正中間。忽略電場(chǎng)的邊緣效應(yīng)。

（1）判斷球面A、B的電勢(shì)高低，并說明理由；
（2）求等勢(shì)面C所在處電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小；
（3）若半球面A、B和等勢(shì)面C的電勢(shì)分別為φ_A、φ_B和φ_C，則到達(dá)N板左、右邊緣處的電子，經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)前、后的動(dòng)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(duì)于到達(dá)N板左邊緣的電子，電場(chǎng)力做正功，動(dòng)能增加，有：
對(duì)到達(dá)N板右邊緣的電子，電場(chǎng)力做負(fù)功，動(dòng)能減小，有
（4）

解析