Yhteenveto

2023-07-11T15:45:15+03:00

Varattuun hiukkaseen kohdistuu sähkökentässä voima, jonka suuruus on [[$F=QE$]].
- [[$Q$]] on sähkövaraus ja [[$E$]] sähkökentän voimakkuus.
- Positiivisesti varatulle hiukkaselle voima on kentän suuntainen ja negatiiviselle vastakkainen.
Hiukkasen sähköisen potentiaalienergian muutos on sen varauksen ja kentän pisteiden välisen jännitteen tulo [[$\Delta E=QU$]].
Energiaperiaatteen mukaisesti hiukkasen liike-energia muuttuu potentiaalienergian muutoksen verran: [[$\qquad E_{\text{k,alku}}+QU= E_{\text{k,loppu}}$]]
Laskuissa voidaan käyttää sähkövaraukselle [[$Q$]] sen itseisarvoa ja päätellä tarvittavat suunnat erikseen.

Magneettikentässä nopeudella [[$v$]] liikkuvaan varattuun hiukkaseen kohdistuu voima [[$F=QvB \sin \alpha$]].
- Kun nopeus on kohtisuora magneettivuon tiheydelle [[$B$]], on voiman suuruus [[$F=QvB$]].
- Magneettisen voiman suunta on kohtisuora sekä nopeuteen että kenttään nähden. Voiman suunnan voi päätellä oikean käden säännön perusteella.
Varattuun hiukkaseen kohdistuva magneettinen voima toimii keskeisvoimana, joka saa hiukkasen ympyräradalle. Magneettikentässä liikkuvalla hiukkasella on siis normaalikiihtyvyys: [[$a_n=\dfrac{v^2}{r}$]].
Jos magneettinen voima on ainoa hiukkaseen kohdistuva voima, kirjoitetaan sen Newtonin II lain mukainen liikeyhtälö:

[[$\qquad \begin{align*}\Sigma\bar F &=m\bar a\\ QvB&=m\dfrac{v^2}{r} \end {align*}$]]

Massaspektrometrissä osat ovat:

Kiihdyttävä sähkökenttä
- Sähkökenttä tekee työtä varattuihin hiukkasiin ja kasvattaa niiden liike-energiaa.
Nopeudenvalitsin
- Nopeudenvalitsimen läpi pääsevät vain ne hiukkaset, jotka liikkuvat halutulla nopeudella. Hiukkaset etenevät suoraviivaisesti, koska varattuun hiukkaseen vaikuttavat sähköinen ja magneettinen voima ovat yhtä suuret, mutta vastakkaissuuntaiset.
- Nopeuden suuruus saadaan sähkökentän voimakkuuden ja magneettivuon tiheyden suhteesta.
- [[$F_s=F_m \ \rightarrow qE=qvB \ \rightarrow v=\dfrac{E}{B}$]]
Ohjaava magneettikenttä
- Magneettikenttä ohjaa hiukkaset ympyrän kaaren muotoiselle radalle. Magneettikenttä ei muuta hiukkasten liike-energiaa.
Ilmaisin
- Erityyppiset hiukkaset osuvat hieman eri kohtiin ilmaisimella. Hiukkasten rataan magneettikentässä vaikuttaa hiukkasen massa ja varauksen suuruus sekä merkki.

Monivalintojen selitykset

2023-02-16T15:22:20+02:00

Jos et ymmärtänyt monivalintojen oikeita vastauksia, katso selitykset: