2

2,5 puntos

Campos electromagnéticos

La figura muestra el esquema de un espectrómetro de masas. Se tiene un ion de cloro (

\ce{Cl+}

) que sale de la fuente de iones hacia el selector de velocidades. En el selector de velocidades hay un campo eléctrico generado por las placas cargadas y un campo magnético externo

B_1

, en sentido hacia afuera del papel.

Datos

$|e| = 1{,}602 \times 10^{-19}\,\text{C}$
Masa del ion de cloro: $\ce{Cl+} = 5{,}81 \times 10^{-26}\,\text{kg}$

Esquema de un espectrómetro de masas con placas cargadas, dos campos magnéticos y trayectoria del ion hasta la placa.

2.1

Se quiere que los iones salgan del selector de velocidades a una velocidad de

4{,}00 \times 10^4\,\text{m}\,\text{s}^{-1}

. Dibuje el diagrama de las fuerzas que actúan sobre el ion

\ce{Cl+}

dentro del selector de velocidades. Si el voltaje aplicado a las placas, que están separadas a una distancia de

20{,}0\,\text{mm}

, es de

500\,\text{V}

, ¿cuál debe ser el valor del módulo del campo magnético

B_1

para que los iones salgan con la velocidad deseada?1,25 pts

1,25 pts

2.2

Posteriormente, los iones entran por una rendija en una zona donde solo hay un campo magnético

B_2

, de módulo

0{,}30\,\text{T}

, en sentido hacia afuera del papel. ¿A qué distancia

d

de la rendija impactará el ion

\ce{Cl+}

? Calcule también cuál será el incremento de la energía cinética del ion desde que sale del selector de velocidades hasta que impacta en la placa.1,25 pts

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