ể đo khối lượng của các đồng vị trong một mẫu, người ta dùng một máy được gọi là máy
141/235
Để đo khối lượng của các đồng vị trong một mẫu, người ta dùng một máy được gọi là máy quang phổ khối (khối phổ kế, hình bên). Các đồng vị được ion hóa có điện tích q và cho qua thiết bị lọc tốc độ (khu vực có từ trường đều \(\vec B\) và điện trường đều \(\vec E\)). Tiếp theo, ion sẽ chuyển động vào khu vực có từ trường đều theo phương vuông góc với cảm ứng từ B0, làm cho các hạt chuyển động theo một đường bán nguyệt và đập vào máy dò tại P. Lực từ tác dụng lên hạt có độ lớn F = Bv|q|, có phương vuông góc với cảm ứng từ \(\vec B\)và với vận tốc \(\vec v\)của hạt. Bán kính quỹ đạo tròn của hạt trong vùng có từ trường B0 là r. Biết E = 3.105 V/m. B = 3T, B0 = 1T, q= 1,6. 10-19 C, r = 0,02m; 1 amu = 1,66.10-27 kg. Khối lượng của ion là
20,7 amu
18,5 amu
19,3 amu
17,6 amu
Giải chi tiết:
Khi ion đi qua thiết bị lọc tốc độ, để nó chuyển động thẳng đều: Fd = Ft => |q| E = Bv|q| => v = \(\frac{E}{B}\)
\( \Rightarrow v = \frac{{3 \cdot {{10}^5}}}{3} = {10^5}{\rm{ (m/s)}}\)
Khi đi vào vùng từ trường có cảm ứng từ B0, lực từ đóng vai trò là lực hướng tâm nên:
\(\begin{array}{l}{F_{ht}} = {F_t} \Rightarrow m\frac{{{v^2}}}{r} = {B_0}v|q| \Rightarrow m = \frac{{{B_0}r|q|}}{v}\\ \Rightarrow m = \frac{{1.0,02.|1,{{6.10}^{ - 19}}|}}{{{{10}^5}}} = 3,{2.10^{ - 26}}{\rm{ (kg)}}\\ \Rightarrow m = \frac{{3,{{2.10}^{ - 26}}}}{{1,{{66.10}^{ - 27}}}} \approx 19,3{\rm{ (amu)}}\end{array}\)
Đáp án cần chọn là: C