从 EI 离子源到磁扇形质谱：离子如何按质荷比分离？

一束混合离子进入磁场后，为什么会沿着不同的轨迹运动？动画从电子轰击电离（EI）开始。气体样品进入电离室，热灯丝发射的电子与样品原子碰撞。当碰撞转移的能量足够时，样品原子失去一个电子，形成带一个正电荷的离子。动画用 ²⁰Ne⁺、⁴⁰Ar⁺ 和 ⁸⁴Kr⁺ 演示接下来的分离过程。

引出电极把正离子拉出电离室。三种离子经过相同的加速电压，获得相同的动能，但质量不同，速度也不同。离子束通过狭缝进入均匀磁场，运动方向与磁场垂直。磁场对离子施加的洛伦兹力始终垂直于运动方向，使离子沿圆弧偏转，动能保持不变。

在加速电压和磁场强度相同的条件下，质荷比越小，偏转半径越小。因此，²⁰Ne⁺ 的轨迹弯得最紧，⁴⁰Ar⁺ 居中，⁸⁴Kr⁺ 的轨迹半径最大。实际测量中，若检测器的位置固定，可以扫描磁场强度，让不同质荷比的离子依次到达检测器，形成不同的质谱峰。开展同位素分析时，还可以比较同一元素不同同位素的离子信号，经校正后求得同位素比值。

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