EM2011Serie de Problemas 02

-Aplicaciones-

G10NL04SERGIO-Sergio Nicolás Bautista LópezUniversidad Nacional de Colombia

Depto de Física

Mayo 2011

Aplicaciones

1.Dibuje un esquema que ilustre el principio de funcionamiento de un espectrómetro de masas y explicite dónde están las leyes de Maxwell

ESPECTRÓMETRO DE MASAS

X X X X X X X + + + + + + +X X X X X X XX X X X X X X X X X X X X X

X X X X X X X

- - - - - - -

Evqv x B

qE

Este instrumento separa los iones atómicos y moleculares de acuerdo a su relación carga-masa. Se basa en el movimiento de partículas cargadas en un campo magnético.

En el selector de velocidades, cuando una partícula cargada positiva está en presencia tanto de una campo magnético como de una campo eléctrico, experimenta una fuerza eléctrica qE hacia abajo y una fuerza magnética qv x B que va hacia arriba. Cuando estas fuerzas están balanceadas, la partícula se mueve en una línea horizontal a través de los campos.

Cuando entra en el campo magnético uniforme, los iones se mueven en semicírculos de radio r y antes de chocar con una placa fotográfica. Se puede expresar como:

Selector de velocidades

Espectrómetro total

• LEYES DE MAXWELL:1. Ley de Gauss: Hay una carga neta (flujo eléctrico), que pasa por la superficie cerrada a través del

espectrómetro en el selector de velocidades y también en el campo magnético final.

2. Ley de Gauss de magnetismo: Se ve referenciada en el selector de velocidades, cuando el flujo magnético (líneas de campo), es igual al que entra como el que sale.

3. Ley de Faraday: Hay una igualdad en el espectrómetro manifestada por la igualdad del campo eléctrico con relación a la razón de flujo magnético en la variación con el tiempo.

4. Ley de Ámpere-Maxwell: Para los campos magnéticos del espectrómetro, es igual a la densidad de corriente sobre la superficie cerrada de estos campos.

Aplicaciones

2.Dibuje un esquema que ilustre el principio de funcionamiento de un magnetrón (el corazón de un horno de microondas) de masas y explicite dónde están las leyes de Maxwell

Magnetrón

Es un tubo electrónico tipo diodo que se emplea para producir los 2540 MHz de energía de microondas necesario. Se clasifica como diodo porque no tiene rejilla como un bulbo ordinario. Crea un campo magnético en el espacio entre el ánodo (la placa), y el cátodo que sirve como rejilla.

El campo magnético lo producen imanes intensos permanentes que están montados alrededor del magnetrón, para que el campo magnético sea paralelo con el eje del cátodo.

Observaciones

Esta tarea es para ser entregada en la semana del 23 al 26. Grupo 10 Lunes 23 de mayoGrupo 12 Martes 24 de mayoGrupo 09 Jueves 26 de mayo