Vinnaren i pepparkakshustävlingen!
2010-05-25, 18:56
  #1
Medlem
1Pandoras avatar
Min FyB-lärare gav oss bl a den här uppgiften förra veckan men han har inte gett mig ett facit eller tillrättavisat mig trots att jag bett honom flera gånger för han är stressad så nu undrar jag om någon annan kanske kan förklara.

Uppgiften gäller joner som kommer från en masspektrometer. Masspektrometern har ett magnetfält på 68,5 mT och spänningen mellan plattorna är 1,30 V, avståndet emellan dem är 1,20 cm. De joner som ska undersökas har laddningen +2e. Bild: http://www.ladda-upp.com/bilder/3524...asspektrometer
Uppgift: Bestäm jonens massa.

Hur skulle ni lösa den? Vad uppskattar ni svaret till?

Jag undrar om följande flera formler insatta i varann (ej förkortad alls för tydlighetens skull) skulle fungera att använda:
m=FB/a =FE/(v^2/r)= (U/dq)/(((U/dq)/qB)^2*1/r)
, där jag tänker mig följande:
v=FB/(qB)
a=v^2/r
FB=FE
FE=Eq
E=U/d
F=ma
(När jag skriver E menar jag inte energi utan elektrisk fältstyrka. "FB" = magentisk kraft F, "FE"=elektrisk kraft F.)

Är det någon som skulle kunna agera lärare åt mig?
Citera
2010-05-25, 19:31
  #2
Medlem
evolutes avatar
Förklara exakt vad din bild visar.
Citera
2010-05-25, 20:37
  #3
Medlem
1Pandoras avatar
Citat:
Ursprungligen postat av evolute
Förklara exakt vad din bild visar.

Bra idé.

Den runda bollen till vänster skjuter ut joner åt höger, vilka representeras av den tunna horisontella linjen i mitten av skissen. De två vita parallella plattorna i mitten av skissen är två laddade plattor som det är spänning emellan. Strömmen av joner som färdas mellan plattorna är placerad exakt mittemellan plattorna, inte lite närmare den övre som jag ser att min fula bild visar. Alla svarta prickar symboliserar att det finns ett övertäckande magnetfält överallt som går i riktning "ut från skärmen". Efter att jonerna åkt förbi det elektriska fältet mellan plattorna så böjer de av och träffar en punkt på en yta/detektor 17,3 cm längre bort.
Bilden är inte proportionell mot måttangivelserna!

Är det förståerligt?

Edit: + Det är alltså inte joner som kommer "från" en masspektrometer som jag ser att jag skrev först, utan det är i.
__________________
Senast redigerad av 1Pandora 2010-05-25 kl. 20:43.
Citera
2010-05-26, 16:25
  #4
Medlem
evolutes avatar
I första delen av mass-spektrometern så balanseras den magnetiska kraften med storlek qvB av den elektriska kraften med storlek qU/d. Detta ger farten
v = U/(dB).
I andra delen av spektrometern avböjs jonerna i ett magnetiskt fält. Dessa kommer röra sig i en cirkelrörelse och centripetalkraften mv²/r ges av den magnetiska kraften qvB. Alltså har man
mU/(drB) = qB
och löser man ut massan fås
m = qdrB²/U.
Vi har q = 2e, d = 1.2 cm, r = 17.3/2 cm, B = 68.5 mT vilket ger
m ≈ 1.2*10^(-24) kg ≈ 7.2*10² u.
Om allting stämmer är detta en stor massa och vi har att göra med en molekyl. Det skulle exempelvis kunna vara en dubbeljoniserad Buckminstefulleren, en s.k. kolfotboll med den kemiska beteckningen C60 (C60^(2+) för jonen), som har molekylvikten 720.6 u.

Du kan söka efter andra möjliga molekyler med en atomvikt kring den uträknade här.
Citera
2010-05-27, 16:56
  #5
Medlem
1Pandoras avatar
Citat:
Ursprungligen postat av evolute
[...]Du kan söka efter andra möjliga molekyler med en atomvikt kring den uträknade här.

Stort tack för svaret!
Citera

Stöd Flashback

Flashback finansieras genom donationer från våra medlemmar och besökare. Det är med hjälp av dig vi kan fortsätta erbjuda en fri samhällsdebatt. Tack för ditt stöd!

Stöd Flashback