Τρία ιόντα του χαλκού στο σύνθετο πεδίο.

Ένα μονοσθενές ιόν του ⁶³Cu⁺ (ιόν Α) εισέρχεται με ταχύτητα υ σε μια περιοχή, στην οποία συνυπάρχουν δύο ομογενή πεδία, ένα ηλεκτρικό με ένταση όπως στο σχήμα και ένα μαγνητικό πεδίο με ένταση κάθετη στο επίπεδο της σελίδας. Το ιόν εισέρχεται στο σημείο Ο, κάθετα στο όριο ΔΖ των δύο πεδίων και συνεχίζει να κινείται ευθύγραμμα με σταθερή ταχύτητα.

i) Αφού σχεδιάσετε τις δυνάμεις που ασκούν τα δύο πεδία στο ιόν Α, να βρείτε την κατεύθυνση της έντασης του μαγνητικού πεδίου.

ii) Αν η ταχύτητα εισόδου υ, σχημάτιζε γωνία φ με την πλευρά ΔΖ, τότε:

α) Το ιόν θα κινηθεί ευθύγραμμα και ομαλά.

β) Θα εκτραπεί προς τα πάνω, στο σχήμα.

γ) Θα εκτραπεί προς τα κάτω.

iii) Αν το ιόν Α αντικατασταθεί από το δισθενές ιόν ⁶³Cu⁺² (ιόν Β) το οποίο εισέρχεται  στο σύνθετο πεδίο κάθετα στην ΔΖ με την ίδια ταχύτητα υ, όπως και το Α, θα εκτραπεί από το  σύνθετο πεδίο ή θα κινηθεί ευθύγραμμα;

iv) Θα αλλάξει κάτι αν το ιόν Β αντικατασταθεί από το μονοσθενές ιόν ⁶⁵Cu⁺ (ιόν Γ), το οποίο επίσης εισέρχεται στο σύνθετο πεδίο, όπως και το ιόν Β;

v) Ένα μίγμα ιόντων Α και Γ επιταχύνονται από τάση V και στη συνέχεια εισέρχονται κάθετα στην ΔΖ, όπου στο χώρο υπάρχει το σύνθετο πεδίο. Να εξετάσετε την ορθότητα ή μη των προτάσεων:

α) Τα δύο ιόντα εισέρχονται στο πεδίο με την ίδια ταχύτητα.

β) Τα δύο ιόντα δεν εκτρέπονται από το πεδίο.

γ) Αν το ιόν Α δεν εκτρέπεται από το πεδίο, τότε το ιόν Γ εκτρέπεται προς τα κάτω.

vi) Καταργούμε το ηλεκτρικό πεδίο, ενώ στην περιοχή υπάρχει ομογενές μαγνητικό πεδίο με ένταση κάθετη στο επίπεδο της σελίδας, όπως στο σχήμα. Επιταχύνουμε ένα μίγμα ιόντων Α (⁶³Cu⁺) και Β  (⁶³Cu⁺²), από τάση V και στη συνέχεια τα ιόντα μπαίνουν  στο μαγνητικό πεδίο κάθετα στην πλευρά ΔΖ. Αν R₁και R₂οι ακτίνες των κυκλικών τροχιών των δύο ισοτόπων εντός του μαγνητικού πεδίου, ισχύει:

α) R₂ ≤ 0,5R₁,                        β) 0,5R₁ < R₂ ≤ R₁,

γ) R₁ < R₂ ≤ 1,5R₁,                δ) 1,5R₁ < R₂ ≤ 2R₁.

Η απάντηση με κλικ ΕΔΩ ή και ΕΔΩ.