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. Trong vùng từ trường, ion chuyển động theo quỹ đạo tròn. Cho biết Điện tích của electron: e=1,6×10⁻¹⁹ C.

a)   Điện tích của ion là điện tích dương.

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

SAI.

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

ĐÚNG.

Tốc độ của ion mới: \(\frac{1}{2}m{v^2} = qU \Rightarrow v = \sqrt {\frac{{2qU}}{{m'}}} = \sqrt {\frac{{2 \cdot 1,6 \times {{10}^{ - 19}} \cdot 200}}{{6,4 \times {{10}^{ - 26}}}}} = \sqrt {{{10}^9}} (m/s)\)

Bán kính \[{\rm{r'}} = \frac{{mv'}}{{qB}} = \frac{{3,2 \times {{10}^{ - 26}} \cdot \sqrt {{{10}^9}} }}{{1,6 \times {{10}^{ - 19}} \cdot 0,5}} \approx 0,0127(m) = 1,27(cm)\]