Espectrómetro De Masas
Páginas: 5 (1159 palabras)
Publicado: 30 de octubre de 2012
Física Atómica
Informe De Laboratorio
TP Nº 1: “Espectrómetro de Masas”
Realizado: 25/ 4/ 10
Objetivos:
El objetivo consiste determinar la masa en u.m.a. de un isotopo del Helio por medio de una simulación online del espectrómetro de masas.
Marco teórico:
El espectrómetro de Bainbridge es un dispositivo que separa iones que tienen la misma velocidad.Después de atravesar las rendijas, los iones pasan por un selector de velocidades, una región en la que existen un campo eléctrico y otro magnético cruzados.
Los iones que pasan el selector sin desviarse, entran en una región donde el campo magnético les obliga a describir una trayectoria circular. El radio de la órbita es proporcional a la masa, por lo que iones de distinta masa impactan enlugares diferentes de la placa.
El objetivo del programa consiste en contar el número de isótopos de un elemento y hallar sus masas en unidades u.m.a. Para ello, se deberá seleccionar cuidadosamente la magnitud del campo eléctrico y del campo magnético, y medir sobre la escala graduada los diámetros de sus trayectorias semicirculares..
El selector de velocidades:
El selector de velocidadeses una región en la que existe un campo eléctrico y un campo magnético perpendiculares entre sí y a la dirección de la velocidad del ión. En esta región los iones de una determinada velocidad no se desvían.
El campo eléctrico ejerce una fuerza en la dirección del campo. El módulo de dicha fuerza es Fe=q·E El campo magnético ejerce una fuerza cuya dirección y sentido vienen dados por elproducto vectorial Fm=q·v´B, cuyo módulo es Fm=q·vB1 |
El ión no se desvía si ambas fuerzas son iguales y de sentido contrario. Por tanto, atravesarán el selector de velocidades sin desviarse, aquellos iones cuya velocidad sea igual al cociente entre la intensidad del campo eléctrico y del campo magnético.
Región semicircular:
| A continuación, los iones pasan a la región donde elcampo magnético hace que describan trayectorias semicirculares hasta que alcanzan la placa superior en la que quedan depositados. En esta región, el ión experimenta una fuerza debida al campo magnético, cuya dirección y sentido viene dada por el producto vectorial Fm=q·v´B, y cuyo módulo es Fm=q·vB2. |
Aplicando la ecuación de la dinámica del movimiento circular uniforme, hallamos el radio de latrayectoria circular.
Descripción:
El espectrómetro de masas es un dispositivo que permite estudiar los isotopos de los elementos, analizando la trayectoria semicircular que describen dentro de una cámara de deflexión en la que actúa un campo de inducción magnética, normal a la velocidad de los iones cargados. La simulación representa el funcionamiento del espectrómetro demasas básico.
El programa permite introducir los valores del campo eléctrico E del selector, el campo de inducción magnética B1 del selector y el campo de inducción magnética B2 de la cámara de deflexión. Están indicadas en las unidades que hay q utilizar para los valores de estos campos, N/C para el eléctrico y Gauss para inducción magnética.
La ventana elementos, permite seleccionar elelemento con el cual trabajar. Al pulsar el botón trayectoria la simulación traza las semicircunferencias descriptas por cada uno de los isotopos. Sobre la regla graduada en cm puede leerse el diámetro de las mismas. Se puede determinar la masa de cada isotopo a partir de los valores presentados en la simulación aplicando las ecuaciones de las leyes físicas que rigen el fenómeno.
Técnicaoperatoria:
1. Seleccionamos el elemento Helio y fijamos los valores de los campos del selector de velocidades.
2. Introducimos un valor de campo para la cámara de deflexión y solicitamos la trayectoria, modificamos el campo hasta encontrar un valor que nos permita observar la trayectoria completa. Registramos los valores del diámetro y el campo magnético de la cámara.
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Informe De Laboratorio
TP Nº 1: “Espectrómetro de Masas”
Realizado: 25/ 4/ 10
Objetivos:
El objetivo consiste determinar la masa en u.m.a. de un isotopo del Helio por medio de una simulación online del espectrómetro de masas.
Marco teórico:
El espectrómetro de Bainbridge es un dispositivo que separa iones que tienen la misma velocidad.Después de atravesar las rendijas, los iones pasan por un selector de velocidades, una región en la que existen un campo eléctrico y otro magnético cruzados.
Los iones que pasan el selector sin desviarse, entran en una región donde el campo magnético les obliga a describir una trayectoria circular. El radio de la órbita es proporcional a la masa, por lo que iones de distinta masa impactan enlugares diferentes de la placa.
El objetivo del programa consiste en contar el número de isótopos de un elemento y hallar sus masas en unidades u.m.a. Para ello, se deberá seleccionar cuidadosamente la magnitud del campo eléctrico y del campo magnético, y medir sobre la escala graduada los diámetros de sus trayectorias semicirculares..
El selector de velocidades:
El selector de velocidadeses una región en la que existe un campo eléctrico y un campo magnético perpendiculares entre sí y a la dirección de la velocidad del ión. En esta región los iones de una determinada velocidad no se desvían.
El campo eléctrico ejerce una fuerza en la dirección del campo. El módulo de dicha fuerza es Fe=q·E El campo magnético ejerce una fuerza cuya dirección y sentido vienen dados por elproducto vectorial Fm=q·v´B, cuyo módulo es Fm=q·vB1 |
El ión no se desvía si ambas fuerzas son iguales y de sentido contrario. Por tanto, atravesarán el selector de velocidades sin desviarse, aquellos iones cuya velocidad sea igual al cociente entre la intensidad del campo eléctrico y del campo magnético.
Región semicircular:
| A continuación, los iones pasan a la región donde elcampo magnético hace que describan trayectorias semicirculares hasta que alcanzan la placa superior en la que quedan depositados. En esta región, el ión experimenta una fuerza debida al campo magnético, cuya dirección y sentido viene dada por el producto vectorial Fm=q·v´B, y cuyo módulo es Fm=q·vB2. |
Aplicando la ecuación de la dinámica del movimiento circular uniforme, hallamos el radio de latrayectoria circular.
Descripción:
El espectrómetro de masas es un dispositivo que permite estudiar los isotopos de los elementos, analizando la trayectoria semicircular que describen dentro de una cámara de deflexión en la que actúa un campo de inducción magnética, normal a la velocidad de los iones cargados. La simulación representa el funcionamiento del espectrómetro demasas básico.
El programa permite introducir los valores del campo eléctrico E del selector, el campo de inducción magnética B1 del selector y el campo de inducción magnética B2 de la cámara de deflexión. Están indicadas en las unidades que hay q utilizar para los valores de estos campos, N/C para el eléctrico y Gauss para inducción magnética.
La ventana elementos, permite seleccionar elelemento con el cual trabajar. Al pulsar el botón trayectoria la simulación traza las semicircunferencias descriptas por cada uno de los isotopos. Sobre la regla graduada en cm puede leerse el diámetro de las mismas. Se puede determinar la masa de cada isotopo a partir de los valores presentados en la simulación aplicando las ecuaciones de las leyes físicas que rigen el fenómeno.
Técnicaoperatoria:
1. Seleccionamos el elemento Helio y fijamos los valores de los campos del selector de velocidades.
2. Introducimos un valor de campo para la cámara de deflexión y solicitamos la trayectoria, modificamos el campo hasta encontrar un valor que nos permita observar la trayectoria completa. Registramos los valores del diámetro y el campo magnético de la cámara.
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