Um espectrômetro de massa é constituido por u

por OliviaTate Sex 22 maio 2015, 14:00

Um espectrômetro de massa é constituído por uma abertura A, uma região R, onde existe um campo magnético constante B de intensidade 2,0T, e uma abertura D, onde é posicionado um detector, conforme o esquema a seguir:

Um espectrômetro de massa é constituido por u 2n0kcbt

Sabe-se que as partículas de diferentes massas estão todas eletrizadas com uma carga de módulo 1,0 μC e que são lançadas através da abertura A, sempre com a mesma velocidade V, de módulo 2,0x10^7 m/s, perpendicularmente a B.
a) Calcule a maior diferença possível entre as massas das partículas que vão passar pela abertura D, atingindo assim o detector.
b) Qual a natureza da carga elétrica (positiva ou negativa) das partículas detectadas?

Gabarito:

por **Thálisson C** Sex 22 maio 2015, 15:10

Uma deve atingir a parte superior do detector (r = 0,2/2 = 0,1 m)

Outra deve atingir a parte inferior (R = (0,2 + 0,05)/2 = 0,125 m)

$\\R = \frac{mv}{qB} \;\;\Leftrightarrow \;\; \left\{\begin{matrix} 0,1 = \frac{m_{1} \cdot 2\cdot 10^{7}}{2 \cdot 10^{-6}} \;\; \rightarrow \;\; m_{1} = 10^{-14}\; kg & \\ 0,125 =\frac{m_{2} \cdot 2\cdot 10^{7}}{2 \cdot 10^{-6}} \;\; \rightarrow \;\; m_{2} = 1,25 \cdot 10^{-14}\; kg & \end{matrix}\right.\\\\\\ m_{2} - m_{1} = 2,5 \cdot 10^{-15} \; kg$

Força magnética pra baixo, cargas positivas.

por **Euclides** Sex 22 maio 2015, 15:13

Vou postar em seguida apenas para não perder a imagem que fiz.
Um espectrômetro de massa é constituido por u Art_142

A força magnética é centrípeta:

$\\qvB=\frac{mv^2}{R}\;\;\;\to\;\;\boxed{m=\frac{qBR}{v}}$

a menor massa corresponde ao menor raio e a maior massa ao maior raio.

A regra da mão esquerda confirma que as partículas devem ter carga positiva.

por **Thálisson C** Sex 22 maio 2015, 15:38

Ótima imagem Euclides!

Acho que ela estava tendo dúvidas com a aplicação da regra da mão mesmo, e apenas com palavras é difícil explicar.

por OliviaTate Sáb 23 maio 2015, 02:26

Muita obrigada, vcs são D+!!

por OliviaTate Sáb 23 maio 2015, 02:46

Aproveitando o tópico... Se no ponto A eu lançar um elétron e logo em seguida lançar um próton, quem terá raio de curvatura maior? E pq?

por **Thálisson C** Sáb 23 maio 2015, 05:26

O raio é diretamente proporcional a massa, e a massa do próton é maior que a do elétron.

por **Nina Luizet** Sáb 23 maio 2015, 09:37

Excelente imagem. Exemplificou muito bem =D.
P.S : apenas para complementar o que o Thálisson disse, mp = 1800me, tal que mp = massa do próton e me é a massa do elétron.
Achei essa questão bem interessante. Wink