Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 14 № 3769
i

Про­чи­тай­те текст и вы­пол­ни­те за­да­ния 14 и 15.

Масс-спек­тро­метр

Масс-спек­тро­мет­рия  — это метод ис­сле­до­ва­ния ве­ще­ства, ос­но­ван­ный на раз­де­ле­нии раз­лич­ных по массе и пред­ва­ри­тель­но иони­зи­ро­ван­ных мо­ле­кул и опре­де­ле­нии от­но­ше­ния массы к за­ря­ду ионов. Со­вре­мен­ные масс-спек­тро­мет­ры (рис. 1) поз­во­ля­ют уста­но­вить со­став ис­сле­ду­е­мо­го ве­ще­ства и ис­поль­зу­ют­ся в самых раз­ных об­ла­стях: химии, эко­ло­гии, гео­ло­гии, кри­ми­на­лист­ке и т. д.

На рис. 2 пред­став­ле­на схема устрой­ства масс-спек­тро­мет­ра. Из ион­но­го ис­точ­ни­ка 1 уско­рен­ные ионы через щель 2 по­па­да­ют в об­ласть 3 по­сто­ян­ных и од­но­род­ных элек­три­че­ско­го и маг­нит­но­го полей. На­прав­ле­ние элек­три­че­ско­го поля между пла­сти­на­ми кон­ден­са­то­ра по­ка­за­но стрел­ка­ми. Маг­нит­ное поле под­би­ра­ет­ся таким об­ра­зом, чтобы ионы дви­га­лись рав­но­мер­но и пря­мо­ли­ней­но.

Ион не от­кло­ня­ет­ся от на­прав­ле­ния дви­же­ния и про­хо­дит через вто­рую щель 4, по­па­дая в об­ласть 5 од­но­род­но­го и по­сто­ян­но­го маг­нит­но­го поля c ин­дук­ци­ей \vecB, на­прав­лен­ной пер­пен­ди­ку­ляр­но плос­ко­сти ри­сун­ка. В маг­нит­ном поле \vecB ион дви­жет­ся по окруж­но­сти 6, ра­ди­ус R ко­то­рой прямо про­пор­ци­о­на­лен от­но­ше­нию массы иона к его за­ря­ду:  дробь: чис­ли­тель: m, зна­ме­на­тель: q конец дроби = дробь: чис­ли­тель: BR, зна­ме­на­тель: v конец дроби .

В ка­че­стве де­тек­то­ра ионов 7 можно ис­поль­зо­вать фо­то­пла­стин­ку, хотя в со­вре­мен­ных масс-спек­тро­мет­рах в ка­че­стве де­тек­то­ров обыч­но ис­поль­зу­ют элек­трон­ные умно­жи­те­ли или мик­ро­ка­наль­ные пла­стин­ки.

Рис. 2

При каком усло­вии ионы могут дви­гать­ся через об­ласть 3 рав­но­мер­но и пря­мо­ли­ней­но?

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

При усло­вии, что сила, дей­ству­ю­щая со сто­ро­ны элек­три­че­ско­го поля, равна по ве­ли­чи­не силе Ло­рен­ца, дей­ству­ю­щей со сто­ро­ны маг­нит­но­го поля, и эти силы на­прав­ле­ны в про­ти­во­по­лож­ные сто­ро­ны.


-------------
Дублирует задание № 3329.
Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
Пред­став­ле­но вер­ное объ­яс­не­ние, не со­дер­жа­щее оши­бок1
Объ­яс­не­ние не пред­став­ле­но.

ИЛИ

В объ­яс­не­нии до­пу­ще­на ошиб­ка

0
Мак­си­маль­ный балл1
Источники:
1
Тип 14 № 3329
i

При каком усло­вии ионы могут дви­гать­ся через об­ласть 3 рав­но­мер­но и пря­мо­ли­ней­но?


2
Тип 15 № 3330
i

Тяжёлый и лёгкий ионы, име­ю­щие оди­на­ко­вые за­ря­ды, вле­та­ют в об­ласть 5 маг­нит­но­го поля с оди­на­ко­вы­ми ско­ро­стя­ми. Ра­ди­ус тра­ек­то­рии ка­ко­го иона будет боль­ше? Ответ по­яс­ни­те.