Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 1584
2016-12-18 
На рисунке изображена схема простейшего масс-спектрометра, индукция магнитного поля в котором $B = 0,1 Тл$. В ионизаторе А образуются ионы, которые ускоряются напряжением $U = 10 кВ$. После поворота в магнитном поле ионы попадают на фотопластинку и вызывают ее почернение. На каком расстоянии от щели будет находиться полоса ионов $^{4} He^{++}$?
Решение:
Воспользуемся законом сохранения энергии при прохождении ионом разности потенциалов (напряжения) $U$: работа сил электрического поля $qU$ равна приращению кинетической энергии. Полагая, что кинетическая энергия ионов в ионизаторе пренебрежимо мала, получаем:
$\frac{mv^{2}}{2} = qU$, (1)
где $q = 2e = 3,2 \cdot 10^{-19} Кл$ - заряд ядра гелия, его масса.
Расстояние от щели, из которой ионы влетают в магнитное поле, до полосы:
$l = 2R = 2 \frac{mv}{qB}$. (2)
Из (1—2) находим:
$l = \frac{2 \sqrt{2mV}}{ \sqrt{q} B} = 20 см$.
На рисунке изображена схема простейшего масс-спектрометра, индукция магнитного поля в котором $B = 0,1 Тл$. В ионизаторе А образуются ионы, которые ускоряются напряжением $U = 10 кВ$. После поворота в магнитном поле ионы попадают на фотопластинку и вызывают ее почернение. На каком расстоянии от щели будет находиться полоса ионов $^{4} He^{++}$?
Решение:
Воспользуемся законом сохранения энергии при прохождении ионом разности потенциалов (напряжения) $U$: работа сил электрического поля $qU$ равна приращению кинетической энергии. Полагая, что кинетическая энергия ионов в ионизаторе пренебрежимо мала, получаем:
$\frac{mv^{2}}{2} = qU$, (1)
где $q = 2e = 3,2 \cdot 10^{-19} Кл$ - заряд ядра гелия, его масса.
Расстояние от щели, из которой ионы влетают в магнитное поле, до полосы:
$l = 2R = 2 \frac{mv}{qB}$. (2)
Из (1—2) находим:
$l = \frac{2 \sqrt{2mV}}{ \sqrt{q} B} = 20 см$.
