Trong máy quang phổ khối (Mass Spectrometry), một ion đơn tích (q = +e), có khối lượng m=3,2×10−26 kg, được tăng tốc bởi hiệu điện thế U=200 V trước khi bay vào vùng từ trường đều B=0,5 T.

	Nội dung	Đúng	Sai
a	Điện tích của ion là điện tích dương.	Đ
b	Bán kính quỹ đạo của ion trong từ trường này là 10 cm.		S
c	Chu kỳ chuyển động của ion trong từ trường xấp xỉ π (μs).		S
d	Nếu có một ion khác với khối lượng m′=6,4×10-26 kg nhưng cùng điện tích q=+e thì bán kính quỹ đạo của ion này xấp xỉ là 1,27 cm.		S

a)   ĐÚNG.

Điện tích của ion là dương, q = 1,6.10-19 C.

b)   SAI.

Ta áp dụng công thức:  \(\frac{1}{2}m{v^2} = qU \Rightarrow v = \sqrt {\frac{{2qU}}{m}}  = \sqrt {\frac{{2 \cdot 1,6 \times {{10}^{ - 19}} \cdot 200}}{{3,2 \times {{10}^{ - 26}}}}}  = \sqrt 2  \times {10^5}(m/s)\)

Bán kính \[{\rm{r}} = \frac{{mv}}{{qB}} = \frac{{3,2 \times {{10}^{26}} \cdot \sqrt 2  \times {{10}^5}}}{{1,6 \times {{10}^{ - 19}} \cdot 0,5}} =  \approx 0,0564(m) = 5,64(cm)\]

c)   SAI.

Chu kỳ chuyển động của ion trong từ trường \(T = \frac{{2\pi m}}{{qB}} = \frac{{2\pi  \cdot (3,2 \times {{10}^{ - 26}})}}{{(1,6 \times {{10}^{ - 19}}) \cdot 0,5}} \approx 3,14 \times {10^{ - 7}}(s)\)

d)   SAI.

Tốc độ của ion mới: \(\frac{1}{2}m{\left( {v'} \right)^2} = qU \Rightarrow v' = \sqrt {\frac{{2qU}}{{m'}}}  = \sqrt {\frac{{2 \cdot 1,6 \times {{10}^{ - 19}} \cdot 200}}{{6,4 \times {{10}^{ - 26}}}}}  = 31622,7766(m/s)\)

Bán kính \[{\rm{r'}} = \frac{{m'v'}}{{qB}} = \frac{{6,4 \times {{10}^{ - 26}} \cdot 31622,7766}}{{1,6 \times {{10}^{ - 19}} \cdot 0,5}} \approx 0,0253(m) = 2,53(cm)\]