Nguyên lý Binary-Deflection là một trong các nguyên lý của máy in phun mực. Các giọt mực
21/28
Nguyên lý Binary-Deflection là một trong các nguyên lý của máy in phun mực. Các giọt mực được tạo ra bay qua giữa hai điện cực. Tại đây, nhưng giọt mực sẽ được tích điện hoặc không tích điện và tiếp tục bay ngang qua hai bản kim loại được nối với điện thế cao (hình bên).
Những giọt mực được tích điện (loại A ) sẽ bị lệch hướng bay dưới tác dụng của điện trường để đi tới máng chặn mực và theo lòng máng trở về bình chứa mực.
Những giọt mực không được tích điện (loại C ) sẽ không bị tác dụng của điện trường nên bay thẳng (phương Ox) tới bề mặt giấy.
Xét một giọt mực loại A có khối lượng \({\rm{m}} = 3,6 \cdot {10^{ - 10}}\;{\rm{kg}}\) được tích điện có độ lớn \({\rm{q}} = \) \(1,8 \cdot {10^{ - 13}}{\rm{C}}\) đi vào vùng không gian giữa hai bản lái tia của một máy in phun mực. Ban đầu giọt mực chuyển động theo phương Ox (song song với các bản) với tốc độ \(20\;{\rm{m}}/{\rm{s}}\). Chiều dài L của các bản bằng 2 cm. Các bản được tích điện, điện trường giữa các bản được xem là đều và ngược hướng trục Oy , có độ lớn \({4.10^6}\;{\rm{V}}/{\rm{m}}\). Giả sử trọng lực tác dụng lên giọt mực in và electron là không đáng kể.
Giọt mực loại A được tích điện âm.
Quỹ đạo của giọt mực loại A trong vùng không gian giữa hai bản lái tia là một cung tròn.
Độ dịch chuyển theo phương Oy của giọt mực loại A tính từ lúc đi vào giữa hai bản lái tia đến khi vừa ra khỏi vùng giữa hai bản bằng \(0,75\;{\rm{mm}}\).
Giả sử trong quá trình tạo ra các giọt mực có phát ra một electron. Ban đầu electron chuyển động theo phương Ox với tốc độ \({5.10^6}\;{\rm{m}}/{\rm{s}}\). Để quỹ đạo của electron và giọt mực loại C trùng nhau thì phải đặt thêm giữa hai bản lái tia một từ trường đều có độ lớn cảm ứng từ bằng \(1,25\;{\rm{T}}\). Biết trong bài toán này lực từ tác dụng lên hạt mang điện tích q chuyển động với tốc độ v trong từ trường cảm ứng từ B có độ lớn \({\rm{F}} = |{\rm{q}}|{\rm{vB}}\).
\(\vec E\) hướng xuống dưới nên bản trên tích điện dương và bản dưới tích điện âm Giọt mực loại A lệch về bản dương nên tích điện âm \( \Rightarrow \) a) Đúng
\(y = \frac{1}{2}a{t^2} = \frac{1}{2} \cdot a \cdot \frac{{{x^2}}}{{v_0^2}} \Rightarrow {\rm{ parabol }} \Rightarrow \)b) Sai
\(F = qE = 1,8 \cdot {10^{ - 13}} \cdot 4 \cdot {10^6} = 7,2 \cdot {10^{ - 7}}\;{\rm{N}}\)
\(a = \frac{F}{m} = \frac{{7,2 \cdot {{10}^{ - 7}}}}{{3,6 \cdot {{10}^{ - 10}}}} = 2000\;{\rm{m}}/{{\rm{s}}^2}\)
Khi \({\rm{x}} = {\rm{L}}\) thì \(y = \frac{1}{2} \cdot a \cdot \frac{{{L^2}}}{{v_0^2}} = \frac{1}{2} \cdot 2000 \cdot \frac{{0,{{02}^2}}}{{{{20}^2}}} = 0,001\;{\rm{m}} = 1\;{\rm{mm}} \Rightarrow \) c) Sai
\(F = |q|vB = |q|E \Rightarrow B = \frac{E}{v} = \frac{{{{4.10}^6}}}{{{{5.10}^6}}} = 0,8T \Rightarrow \)d) Sai