3Opción A

2 puntos

El espectrómetro de masas hace entrar partículas cargadas, como por ejemplo iones, dentro de un campo magnético uniforme. Cuando las partículas cargadas y con una velocidad conocida entran dentro del campo magnético constante, a partir de la trayectoria, podemos calcular su masa. Un haz de iones compuesto por

\ce{^{20}Ne+}

\ce{^{22}Ne+}

(que fueron los primeros isótopos naturales encontrados) entra en el espectrómetro de masas de la figura. La velocidad de los iones es

1{,}00 \cdot 10^5\,\text{m/s}

y el campo magnético del espectrómetro de

0{,}23\,\text{T}

, perpendicular al papel.

Datos

$m(\ce{^{22}Ne+}) = 22{,}0\,\text{u}$
$m(\ce{^{20}Ne+}) = 20{,}0\,\text{u}$
$Q(\ce{^{22}Ne+}) = Q(\ce{^{20}Ne+}) = 1{,}60 \cdot 10^{-19}\,\text{C}$
$1\,\text{u} = 1{,}66 \cdot 10^{-27}\,\text{kg}$

Esquema de un espectrómetro de masas con un campo magnético uniforme (representado por cruces) y la entrada de iones de Neón.

Explique razonadamente qué tipo de trayectoria describe cada uno de los iones dentro del campo. ¿Qué trabajo realizará la fuerza que ejerce el campo magnético en esta trayectoria?

Calcule a qué distancia del punto de entrada impactará cada uno de los iones.