Anexo: selector de velocidad y espectrometro de masas Flashcards
¿Cuál es el objetivo de un selector de velocidad?
El objetivo de un selector de velocidad es, justamente, seleccionar las partículas que tengan igual carga y velocidad para que estas puedan ser usadas en experimentos que así lo requieran.
¿Cómo funciona el selector?
El selector consiste en un dispositivo donde se somete a un haz de cargas (lo mas estrecho posible) a un campo magnético y un campo eléctrico perpendiculares entre si de forma tal que hagan fuerzas opuestas sobre las partículas.
¿Cómo logra esto seleccionar las partículas con igual velocidad?
Como mencione, las fuerzas producidas por los campos son opuestas, y cuando son de igual magnitud se cancelan, provocando que las partículas sigan una trayectoria recta.
Ahora bien, no todas las partículas van a seguir derecho, ya que al igualar las fuerzas y despejar v, vemos que solo las que tengan esa velocidad van respetar la cancelación de las fuerzas, el resto se va a pegar a las paredes.
¿Qué es y para que sirve un espectrómetro de masas?
Un espectrómetro de masas consiste en un selector de velocidad, conectado en su parte inferior a una placa fotográfica, que a su vez esta dentro de una región de campo magnético.
Su objetivo es, justamente, conocer la masa de determinados iones.
¿Cómo se obtiene la masa a partir de este dispositivo?
Luego de pasar por el selector de velocidad, las partículas con una velocidad pareja, una carga conocida y en un campo B conocido, comienzan a girar producto de la fuerza magnética, hasta impactar en la placa fotográfica, determinando así un radio de giro.
Luego con la ecuación R=mv/qB obtenemos la masa
¿Cómo podemos calcular la velocidad de una partícula que va a entrar a un selector de masas si esta se acelera por una diferencia de potencial?
Sabemos que la rapidez v de los electrones esta determinada por el potencial de aceleración V y que la energía cinética es igual a la pérdida de energía potencial eléctrica qV, por lo cual llegamos a que:
(1/2)m*(v)^2 = q*V
De donde sencillamente despejamos v y obtenemos la velocidad deseada.
Nota:
Luego, en base a esa velocidad ajustamos la intensidad de los campos magnético y eléctrico para el selector.
La ecuación obtenida para la velocidad se iguala a E/B.
