荷質比,也稱爲比荷,是指帶電粒子質量與電荷之比,即 \( \frac{q}{m} \)。具體來說,它可以通過以下公式計算:
\[ \frac{q}{m} = \frac{M}{Z} \times \frac{e}{a} \]
其中 \( M \) 是帶電粒子的質量數,以原子質量單位(au)爲單位;\( Z \) 是帶電粒子的電荷數,以質子電荷(e)爲單位;\( a \) 是質子質量,也是以原子質量單位(au)爲單位。
在質譜(MS)分析中,荷質比是一箇重要的參數,它決定了粒子在磁場中的偏轉軌跡。當入射粒子的初速度 \( v \) 和偏轉磁場強度 \( B \) 給定時,粒子的運動軌跡是半圓形,其軌跡半徑 \( R \) 可以通過以下公式計算:
\[ R = \frac{mv}{qB} \]
這個公式表明,軌跡半徑與粒子的質荷比 \( m/q \) 成正比,這是質譜分析的基本原理。
在實際應用中,質子比荷通常取 \( 9.578309 \times 10^7 C/kg \),而電子比荷則取 \( -1.75881962 \times 10^11 C/kg \)。在一般物理學中,涉及亞原子粒子時,通常使用荷質比;而在化學中,主要涉及多原子分子離子時,則使用質荷比。