עמוד:302

ספקטרוגרף מסות לרוב היסודות בטבע יש איזוטופים , שהם אטומים בעלי מספר פרוטונים זהה ומספר נויטרונים שונה, כלומר : איזוטופים של יסוד מסוים הם בעלי מטען חשמלי זהה אך מסה שונה . כדי לדעת כמה נויטרונים יש בגרעיני איזוטופים של יסוד, יש למדוד את המסה של כל איזוטופ . לשם כך משתמשים ב ספקטרוגרף מסות , מתקן שמורכב משלושה חלקים : מאיץ קווי, בורר מהירויות ומפריד יונים ) את אופן פעולתם של השניים האחרונים כבר הכרנו ( . פרק - 6 Fig + + מאיץ קווי V - + Fig 7 S N + + + + + + + + - + - - - - - - - - + v = E B1 בורר מהירויות מאיץ קווי בתוך שפופרת ריק מצויים שני לוחות מתכת שבכל אחד מהם חריץ צר . בין הלוחות קיים מתח קבוע של אלפי וולט . יונים חיוביים של איזוטופים של יסוד מסוים, שלכולם כאמור מטען חשמלי זהה q , נוצרים לפני הלוח בעל הפוטנציאל החיובי, עוברים דרך החריץ הראשון, מואצים על ידי השדה החשמלי אל הלוח בעל הפוטנציאל הנמוך, ולבסוף נפלטים דרך החריץ השני . בעת המעבר בשדה החשמלי, הופכת אנרגיה פוטנציאלית חשמלית לאנרגיה קינטית בהתאם לקשר : . ביציאה מהמאיץ הקווי יש לאיזוטופים השונים ) שלהם מסות שונות ( מהירויות שונות ) הן בשל התלות של האנרגיה הקינטית במסה והן בשל המהירויות ההתחלתיות השונות של יוני האיזוטופים ( . בורר מהירויות כפי שראינו בסעיף הקודם, בורר המהירויות מאפשר להפריד בין החלקיקים על ידי "סינון" אותם חלקיקים שנעים בקו ישר ובמהירות משאר החלקיקים ) שנעים במהירויות אחרות ( . מפריד יונים את החלק הזה של המתקן הכרנו לעיל וראינו איך הוא מאפשר להטות אלומה של יונים במסלול מעגלי באמצעות הכנסתה לשדה מגנטי ניצב . את רדיוס המסלול ניתן לחשב כאמור באמצעות הנוסחה : . באופן כזה, אם ייכנסו דרך הנקב איזוטופים שונים של אותו יסוד ) במהירות שנקבעה בבורר המהירויות ( , הרי ש כל איזוטופ ינוע במסלול שונה, שרדיוסו נמצא ביחס ישר למסה שלו . כתוצאה מכך, איזוטופים שונים פוגעים בלוח המצופה חומר פלואורסצנטי במקומות שונים ) שמרחקם מנקודת הכניסה למפריד היונים שווה לקוטר המעגל ( . מתוך מדידת מרחק זה ומידיעת המטען ועוצמות השדות ) המגנטיים והחשמלי ( ניתן לחשב בקלות את מסת האיזוטופ . S N + + + + + + + + - + - - - - - - - - + v = E B1 + + + + + + + + + + חומר פלואורסצנטי מאיץ קוויבורר מהירויותמפריד יונים + B2 + + V - + + v = E B1 חומר פלואורסצנטי מפריד יונים + B2 + + חומר פלואורסצנטי + v = E B 1 חומר פלואורסצנטי מפריד יונים B + 2 + + חומר פלואורסצנטי 302 פרק 17 יישומי כוח לורנץ

מטח : המרכז לטכנולוגיה חינוכית


לצפייה מיטבית ורציפה בכותר