spetmass-filtrovelocita

In uno spettrometro di massa gli ioni prodotti dalla sorgente e
accelerati passano attraverso un filtro di velocità formato da un
campo elettrico e un campo magnetico incrociati Il campo
elettrico è generato da un condensatore a facce piane e parallele
distanti fra di loro 1.0 cm caricato ad una differenza di potenziale
di 100 volt e il campo magnetico è creato da un solenoide con
100spire/ cm nelle quali passa una corrente di 10 A. Determinare
a) la velocità v degli ioni che oltrepassano il filtro
b) la differenza di potenziale V con il quale sono stati accelerati
ioni C+ quando oltrepassano il filtro
c) i raggi di curvatura di questi ioni quando entreranno in una
camera con un campo magnetico di 0.1 T perpendicolare alla
direzione di moto.
Risposte:
a) E=100V/0.01m= 104N/C
n= spire/metro = 100/0.01=104
B=μ0 i n=4*π*10-7* 10*104=12.56*10-2 T
v=E/B = 104/(12.56*10.-2)= 0.08*106 m/s =8*104 m/s
b)m=12*1.67*10-27 Kg Ecin=(1/2)m*v2 =12*1.67*10-27
*(8*104)2/2 = 6.41*10-17 J = 6.41*10-17/ 1.6*10-19 = 4*102eV
quindi V= 400V
c)R=mv/(qB)=12*1.67*10-27*8*104/(1.6*10-19*10-1)=
=(12*1.67*8)/(1.6)*10(-27+19+4+1) = 100*10-3 = 0.1 m = 10 cm