某种离子收集装置的简化模型如图所示,
x轴下方半径为
R的圆形区域内存在着匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小
B1=
B , 圆心所在位置坐标为(0,-
R)。在
x轴下方有一线性离子源,沿
x轴正方向发射出
N个(大量)速率均为
v0的同种离子,这些离子均匀分布在离
x轴距离为0.2
R~1.8
R的范围内。在
x轴的上方,存在方向垂直纸面向里的有界匀强磁场,该磁场上边界与
x轴平行,磁感应强度大小
B2=2
B。在
x轴整个正半轴上放有一厚度不计的收集板,离子打在收集板上即刻被吸收。已知离子源中指向圆心
O1方向射入磁场
B1的离子,恰好从
O点沿
y轴射出。整个装置处于真空中,不计离子重力,不考虑离子间的碰撞和相互作用。