Spektrometr masowy

Selektor prędkości to urządzenie, które wykorzystuje pole elektryczne i magnetyczne do rozdzielania jonów w zależności od ich prędkości. Cząstki poruszające się z określoną prędkością przechodzą przez układ, a te, które spełniają warunki selekcji, są wychwytywane.

Wzory:

• Prędkość jonu: v = E / B1
• Pęd jonu: p = m * v
• Energia kinetyczna: E_kin = 0.5 * m * v²
• Promień półokręgu: r = (m * E) / (q * B1 * B2)
• Odległość zaczernienia: d = 2 * r

Przykład:

Rozważmy jon protonowy, który przechodzi przez pole magnetyczne o indukcji B1 = 0.01 T i B2 = 0.01 T, w polu elektrycznym o natężeniu E = 1e5 V/m. Za pomocą wzoru na prędkość jonu, możemy obliczyć jego prędkość oraz inne parametry, takie jak pęd, energia kinetyczna, promień półokręgu i odległość zaczernienia. Te obliczenia pomagają w analizie, jak różne cząstki poruszają się w polach elektrycznych i magnetycznych.

Wyjaśnienia:

• v (prędkość jonu): Prędkość jonu w polu elektrycznym i magnetycznym. Jest obliczana jako stosunek natężenia pola elektrycznego do indukcji pola magnetycznego B1.
• p (pęd jonu): Pęd jonu, który jest iloczynem masy jonu i jego prędkości.
• E_kin (energia kinetyczna): Energia kinetyczna jonu, która opisuje jego zdolność do wykonywania pracy na skutek ruchu.
• r (promień półokręgu): Promień półokręgu, po którym porusza się jon w polu magnetycznym.
• d (odległość zaczernienia): Odległość, w której cząstki zostaną wychwycone przez detektor, zależna od promienia półokręgu.

Pomocne wzory pozwalają na precyzyjne obliczenie parametrów i przewidywanie ruchu cząsteczek w różnych warunkach eksperymentalnych.