Elektromagnetismoa

Partikula kargatuen
mugimendua

Kargak jasandako
indarrak

Bohr-en atomoa

Osziloskopioa

Haziak banatzea

Motore ionikoa

Azeleragailu lineala

Karga/masa erlazioa
neurtzea

Oinarrizko karga-
unitatea neurtzea

Masen
espektrometroa

Ziklotroia

E eta B elkarren
perpendikularrak

Eskualde erdizirkularra

Saiakuntza

Bainbridge-ren espektrometroa masa ezberdineko ioiak bereizten dituen aparatua da. Ioiek zirrikitu bi zeharkatu ondoren abiadura-selektore batetik pasatzen dira, alegia eremu elektrikoa eta magnetikoa perpendikularrak dituen eskualde batetik.

Selektoretik desbideratu gabe pasatzen diren ioiak eremu magnetiko batean sartzen dira eta ibilbide zirkularra betetzen dute. Orbitaren erradioa masaren proportzionala da, eta beraz masa ezberdineko ioiak, bukaeran, xaflaren toki ezberdinetan joko dute.

Honako programaren helburua elementu baten isotopo kopurua zenbatzea da, eta beraien masak neurtzea (m.a.u-tan). Horretarako selektrorean eremu elektrikoa eta eremu magnetikoa arretaz zehaztu behar dira, eta gero eskala graduatuan isotopo ezberdinen ibilbide erdi-zirkularren erradioak neurtu.

Abiaduren selektorea

Espazioko eskualde batean eremu elektrikoa eta eremu magnetikoa elkarren perpendikularrak badira eta ioiaren abiadura ere biekiko perpendikularra bada abiaduren selektore bat osa daiteke. Eskualde horretan abiadura jakin bateko ioiak ez dira desbideratzen.

Eremu elektrikoak norabide bereko indarra eragiten dio: Fe=q·E Eremu magnetikoak egiten duen indarra, Fm=q·v´B biderketa bektorialaz lortzen da, eta modulua da Fm= q·vB

Ioia ez da desbideratzen indar biak berdinak eta aurkakoak direnean, qvB = qE. Beraz abiadura-selektorea zuzen zeharkatuko dute, desbideratu gabe, soilik abiadura jakin bateko ioiak, alegia, 

Eskualde erdizirkularra

Ondoren ioiak beste eskualdera pasatzen dira. Bertan eremu magnetikoaren eraginez  ibilbide erdizirkularrak jarraitzen dituzte, azkenean goialdeko xafla jotzen dute eta bertan itsatsita geratzen dira. Eskualde honetan ioiek indar magnetikoa soilik jasaten dute: bere norabidea eta noranzkoa Fm=q·v´B, biderketa bektorialaz lortzen da eta bere modulua Fm=q·vB.

Higidura zirkular eta uniformearen dinamika aplikatuz ibilbide zirkularraren erradioa kalkula daiteke:

Saiakuntza

Elementuak laukitxoan aukeratu analizatuko den elementua.

Idatzi:

• Eremu elektrikoaren intentsitatea (N/C), berari dagokion laukian.
• Eremu magnetikoaren intentsitatea (gauss=10^-4 T), dagokion laukian.

Ibilbidea botoia klika ezazu:

Eremu magnetikoaren balio ezberdinak aukeratu (eta eremu elektrikoa ere bai, nahi bada) isotopo bakoitzaren zirkunferentzia-erdien erradioak ahalik eta erosoen neurtu arte.

Isotopo bakoitzaren masa kalkulatu (mau-tan zenbaki osoa eman behar du, gutxi gorabehera). Kontutan izan neurtutako magnitudeen unitateak:

• erradioak zentimetrotan neurtzen dira.
• Eremu magnetikoa gauss-etan (1 gauss = 0.0001 T)
• Masa atomiko-unitate bat 1.67·10^-27 kg.
• Karga-unitate bat 1.6·10^-19 C

Kalkulatutako emaitzak gero egiazta daiteke Erantzuna botoia klikatuz.

Honelako taula bat bete elementu bakoitzerako:

Adibidea:

• Har bedi Hidrogenoa
• Eremu elektrikoa E=2.0 N/C
• Eremu magnetikoa B=12·10^-4 T

Abiadura-selektorean zehar zuzen pasatzen diren ioiek ondoko abiadura dute:

Hidrogenoaren kasuan hiru isotopo agertzen dira; lehenik beraien ibilbide erdizirkularren diametroak neurtu behar ditugu (2r). Gero isotopo bakoitzaren masa ondoko formulaz lortzen da:

Masa hori kg-tan adierazita dago, baina mau-tan adierazi ezkero zenbaki osoa eman behar du (edo zenbaki osotik hurbil).