如图甲是医用肿瘤化疗装置,其原理如图乙所示,利用在
O点沿
y轴正方向射出的高能质子束对肿瘤病灶精准打击从而杀死癌细胞。实际中,质子束的运动方向并不是严格沿
y轴而是与
y轴有一个很小的偏角,呈发散状。为此加一个方向沿
y轴正向,磁感应强度大小为
B的匀强磁场,使得质子参与两种运动,沿
y轴方向的直线运动和垂直
y轴的平面内的圆周运动。为研究方便,用垂直
y轴足够大的显示屏表示病人,癌细胞位于屏上,从
O点射出的质子速度为
v , 质量为
m , 电荷量为
q , 所有质子与
y轴正方向偏差角均为
, 不考虑质子重力和空气阻力。