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Magnetismus - Massenspektrograph

Frage: Magnetismus - Massenspektrograph
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Guten Tag.



Zitat:
In einem Stripper werden die Atome eines Gases einfach positiv ionisiert und anschließend im elektrischen Feld eines Kondensators beschleunigt.
a)Die Ionen gelangen in eine Filterkammer (B=0,1T , U=275,67V , d=0,05m) Zeigen Sie durch eine geeignete Rechnung, dass alle Ionen, die die Anordnung geradlinig durchlaufen können, beim Austritt die gleiche Geschwindigkeit haben und berechnen Sie diese Geschwindigkeit.(v=5,51*10^4ms)
b) Mit dieser Geschwindigkeit werden sie in eine Vakuumkammer geleitet, die von einem homogenen Magnetfeld(B=0,08T) durchsetzt ist. Die Ionen werden abgelenkt und treffen auf eine Photoplatte. An den Stellen, an denen Ionen auf die Photoplatte treffen, wird sie geschwärzt. Die Photoplatte zeigt eine deutliche Schwärzung bei d=20cm; bestimmen Sie die Masse der Ionen.


Wie geht man diese Aufgabe denn an?


LG
Frage von Heisenberg09 (ehem. Mitglied) | am 10.01.2013 - 12:32


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Antwort von Heisenberg09 (ehem. Mitglied) | 11.01.2013 - 12:23
gut also für die teilaufgabe b) habe ich: m=qBr/v hergeleitet aus F=ma ,
F=qvB und a(z)=v^2/r

wie aber zeige ich, dass die Ionen mit v0 wieder aus dem Stripper kommen?


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Antwort von v_love | 12.01.2013 - 02:33
das ist eben das Prinzip des wien-filters, es werden die Teilchen gefiltert die eine bestimmte Geschwindigkeit haben. diese ist durch q*v*B=e*U/d gegeben.
und beim durchgang durchs B-Feld ändert sich der betrag von v auch nicht, das sieht man, wenn man Newton 2 mit F=q*v x B skalar mit v multipliziert.


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Antwort von Heisenberg09 (ehem. Mitglied) | 12.01.2013 - 08:35
Hi,
also qvB=qU/d -> v=E/B , da E und B konstant sind, bleibt auch v konstant? Reicht dies als Erklärung aus?

Da fällt mir gerade auf, dass ich die Masse der Ionen bei Teilaufgabe b) nicht bestimmen kann, da mir bei meiner Formel m=qBr/v die Ladung fehlt. Kann jemand aushelfen?

EDIT: Lese gerade, dass die Ionen einfach positiv sind. Dadurch ist ihre Ladung +e

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