El espectrómetro de masas

 

Actividades

Se elige el elemento que se quiera analizar en el control selección titulado Elementos.

Se introduce

Selector de velocidades (en color rosa)

  • la intensidad del campo eléctrico (en N/C), en el control de edición titulado C. eléctrico
  • la intensidad del campo magnético B1 (en gauss=10-4 T), en el control de edición titulado C. magnético

Región semicircular (color amarillo)

  • la intensidad del campo magnético B2 (en gauss=10-4 T), en el control de edición titulado C. magnético

Se pulsa el botón titulado Trayectoria

Se modifica el valor de los campos magnéticos (y en su caso del eléctrico) hasta que los radios de las semicircunferencias de cada isótopo se puedan medir lo mejor posible.

Determinar la masa de cada isótopo (ha de dar como resultado un número entero o próximo al mismo). Se tendrá en cuenta que

  • Los radios se miden en cm.
  • El campo magnético en gauss (un gauss = 0.0001 T)
  • Una unidad de masa atómica vale 1.67·10-27 kg.
  • Una unidad de carga vale 1.6·10-19 C

Comprobar los valores calculados pulsando en el botón titulado Respuesta.

Completar sobre un papel una tabla como la siguiente.

Elemento Campo Eléctrico E (N/C) Campo magnético B1 (T) Velocidad v (m/s)
       
Campo magnético B2 (T)=
Radio r (m) Masa  m (kg) Masa  m(uma)
     
     

Ejemplo:

  • Se elige el Hidrógeno
  • Campo eléctrico E=2.0 N/C
  • Campo magnético B1=B2=12·10-4 T

El selector de velocidades permite el paso de  los iones que tengan una velocidad de

Medimos los diámetros 2r de la trayectoria semicircular que describen los tres isótopos de hidrógeno, y calculamos su masa en kg mediante la fórmula

La masa en kg la expresamos en uma y tiene que dar un número entero o próximo a un entero

Elemento Campo Eléctrico E (N/C) Campo magnético B1 (T) Velocidad v (m/s)
Hidrógeno 2.0 12·10-4 1666.67
Campo magnético B2 (T)=12·10-4
Radio r (m) Masa  m (kg) Masa  m(uma)
0.014 1.612·10-27  0.97≈1
0.029 3.341·10-27 2.0
0.043 4.954·10-27  2.97≈3

 

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