Como calcular o raio da trajetória do Ion no Campo

Uma partícula carregada , que é chamado de um íon , movendo-se através de um campo magnético é submetido a uma força , como descrito por equações de Maxwell . Esta força depende da carga do ião e velocidade , bem como da força do campo magnético . O percurso circular de ião num campo magnético tem um raio constante característica . Essa interação é muitas vezes aplicada a uma técnica chamada espectrometria de massa, em que você pode deduzir a razão entre massa e sua carga para um íon. Ele é usado para ganhar a introspecção para composição de uma substância química. Instruções

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Determinar a velocidade do íon . Apesar de ser um problema pode proporcionar a velocidade de , normalmente, têm de ser calculados . Em praticamente todos os exemplos , o íon é acelerado através de um campo elétrico , ou uma ” diferença de potencial “, dada em volts (V) ou quilovolts (kV) . Multiplique a carga da ion com esta diferença para obter sua energia . Multiplique sua energia por 2, e dividi-lo por sua massa. Pegue a raiz quadrada dessa quantidade para encontrar a velocidade do íon . Nas equações para determinar a velocidade, o quilate , “^ “, representa exponenciação , e ” sqrt ” é a operação de raiz quadrada. ” V ” é a diferença de tensão ou potencial , ” q ” é o custo do ião , ” E” é a energia do ião , ” m ” é a massa do ião e ” v ” é a velocidade do ião . As equações são:

E = carga x potencial = qx V

E = 1/2 x massa x velocidade ^ 2 = 1/2 ^ 2 mxv

v = sqrt ( qx E x 2 /m )

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Encontre a força do campo magnético sobre o íon . Tipicamente , o movimento do ião é perpendicular ao campo magnético . Se não for perpendicular em seu problema , no entanto, o seu íon não terá um caminho circular; ele provavelmente vai ter uma trajetória helicoidal . Se o movimento é perpendicular , multiplicar carga do ião , a velocidade ( a partir do Passo 1 ) e a intensidade do campo magnético para obter a força do campo magnético . Com ” F ” representa a força exercida sobre o ião e ” B ” a intensidade do campo magnético , a equação é a seguinte: x velocidade de campo magnético F = carga x = qxvx B.

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Determine o raio da trajetória do íon . A força constante aplicada à partícula é perpendicular ao seu movimento , e portanto o seu movimento é circular . O raio do círculo é determinado pela massa do ião e a velocidade e a força aplicada ao mesmo. Use as quantidades que determinadas nas etapas anteriores para encontrar o raio da trajetória do íon . Com “r” representa o raio da trajetória circular do íon , as equações são:

F = massa x velocidade ^ 2 /Raio = mxv ^ 2 /r

r = mxv ^ 2 /F

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Reorganizar as equações que regem a revelar um atalho para este problema. Neste caso , você não tem que calcular a força em tudo, mas você ainda deve encontrar a velocidade do íon . As equações são:

F = qxvx B

r = mxv ^ 2 /F

r = mxv /qx B