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1998年6月2日，我國科學家研究的阿爾法磁譜儀由“發現號”航天飛機搭載升空，用于探測宇宙中是否有反物質和暗物質，所謂反物質的原子（反原子）是由帶負電的反原子核和核外的正電子組成，反原子核由反質子和反中子組成．與

1 1

H、

1 0

n、

1 -1

e等物質粒子相對應的

1 -1

H、

1 0

n、

0 1

e等稱為反粒子．由于反粒子具有相應粒子完全相同的質量及相反的電荷，故可用下述方法探測．如圖所示，設圖中各粒子或反粒子沿垂直于勻強磁場B即射線OO'的方向進入截面為MNPQ的磁譜儀時速度相同，且氫原子核（

1 1

H）在Ox軸上的偏轉位移x₀恰為其軌跡半徑的一半，試預言反氫核（

1 -1

H）和反氦核（

4 -2

He）的軌跡及其在Ox軸上的偏轉位移x₁和x₂．如果預言正確，那么當人們觀測到上述這樣的軌跡，就證明已經探測到了反氫和反氦的核．

1998年6月2日，我國科學家研究的阿爾法磁譜儀由“發現號”航天飛機搭載升空，用于探測宇宙中是否有反物質和暗物質，所謂反物質的原子（反原子）是由帶負電的反原子核和核外的正電子組成，反原子核由反質子和反中子組成．與

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H、

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n、

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e等物質粒子相對應的

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H、

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n、

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e等稱為反粒子．由于反粒子具有相應粒子完全相同的質量及相反的電荷，故可用下述方法探測．如圖所示，設圖中各粒子或反粒子沿垂直于勻強磁場B即射線OO'的方向進入截面為MNPQ的磁譜儀時速度相同，且氫原子核（

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H）在Ox軸上的偏轉位移x₀恰為其軌跡半徑的一半，試預言反氫核（

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H）和反氦核（

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He）的軌跡及其在Ox軸上的偏轉位移x₁和x₂．如果預言正確，那么當人們觀測到上述這樣的軌跡，就證明已經探測到了反氫和反氦的核．

如圖甲所示，兩平行金屬板的板長l=0.20 m，板間距d=6.0×10^-2 m，在金屬板右側有一范圍足夠大的方向垂直于紙面向里的勻強磁場，其邊界為MN，與金屬板垂直。金屬板的下極板接地，上極板的電壓u隨時間變化的圖線如圖乙所示，勻強磁場的磁感應強度B=1.0×10^-2 T�，F有帶正電的粒子以v₀=5.0×10⁵ m/s的速度沿兩板間的中線OO'連續進入電場，經電場后射入磁場。已知帶電粒子的比荷，粒子的重力忽略不計，假設在粒子通過電場區域的極短時間內極板間的電壓可以看作不變，不計粒子間的作用(計算中取tan15°=4/15)。
(1)求t=0時刻進入的粒子，經邊界MN射入磁場和射出磁場時兩點間的距離；
(2)求t=0.30 s時刻進入的粒子，在磁場中運動的時間；
(3)試證明：在以上裝置不變時，以v₀射入電場比荷相同的帶電粒子，經邊界MN射入磁場和射出磁場時兩點間的距離都相等。