关于此实验
混合一种元素的同位素，计算平均原子质量，并使离子通过磁分析器。区分丰度变化与质量、离子电荷及仪器几何结构的变化。
学习目标
- 计算按丰度加权的平均质量。
- 将质荷比与质谱联系起来。
- 测试加速电压和磁场如何影响离子轨迹。
使用方法
- 1记录具有代表性的氯同位素混合物，并将其平均质量与35和37进行比较。
- 2将较轻同位素的比例提高到1，并预测剩余的质谱峰。
- 3发射离子，并比较它们的半径和到达时间。
- 4将磁场强度加倍，检验两个半径是否都减半，同时平均原子质量保持不变。
模型
假设
- 质量和具有代表性的丰度值来自NIST。天然同位素丰度可能因样品而异。
- 离子具有相同的选定正整数电荷。计算时扣除电子的静止质量，并忽略电离结合能造成的质量修正。
- 离子注入时瞬间加速；磁场均匀。忽略碰撞、束流宽度和探测器响应。调整图示比例不会改变以毫米为单位的读数。
在课堂上试试这个实验
- Q1为什么丰度变化会改变峰高，却不改变峰的位置？
- Q2为什么同位素质量不同于整数质量数？
常见问题
加权平均值是一个原子的质量吗？
通常不是。它是同位素群体按原子数加权的平均值；单个原子只有一个同位素质量。
电荷越高，束流的偏转程度越大吗？
在电压和质量固定时，半径与电荷的平方根成反比。离子离开加速器时的速度也更快。