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la cuevadel empollón
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4Opción A

2,5 puntos
Campo electromagnético

Elija una entre las preguntas 4.A. y 4.B.

Un espectrómetro de masas consta de un selector de velocidades (figura (a)) y de un detector de iones (figura (b)).
Datos
  • Número de Avogadro, NA=6,02⋅1023 mol−1N_A = 6{,}02 \cdot 10^{23}\,\text{mol}^{-1}
  • Valor absoluto de la carga del electrón, e=1,6⋅10−19 Ce = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
  • Masa atómica del ion CaX2+\ce{Ca^{2+}}
  • 40 u40\,\text{u}
a
En el selector de velocidades, figura (a), hay un campo eléctrico y un campo magnético mutuamente perpendiculares para que solo los iones que tengan una cierta velocidad y viajen en línea recta lleguen al detector. Si el campo magnético es B⃗1=1,0j⃗ mT\vec{B}_1 = 1{,}0\vec{j}\,\text{mT} y se han inyectado iones CaX2+\ce{Ca^{2+}}, ¿cuál es el valor del campo eléctrico E⃗\vec{E} para que únicamente los iones con una velocidad v⃗=2,4⋅105i⃗ m s−1\vec{v} = 2{,}4 \cdot 10^5\vec{i}\,\text{m s}^{-1} lleguen al detector?1 pt
Figura (a): Selector de velocidades con campos cruzados y trayectoria de ion Ca2+
b
A la salida del selector de velocidades, los iones penetran en una región con un campo magnético B⃗2=1,5j⃗ T\vec{B}_2 = 1{,}5\vec{j}\,\text{T} que les hace describir una trayectoria circular, tal y como se indica en la figura (b). ¿Cuál es el radio de la trayectoria?1,5 pts
Figura (b): Detector de iones con campo magnético B2 y trayectoria circular de radio r