Questão
Universidade Federal do Espírito Santo - UFES
2013
2ª Fase
espectrometro-massas245933140ff
Discursiva



Um espectrômetro de massas tem três partes, conforme figura ao lado. No forno (1), os átomos cuja massa se quer determinar são ionizados uma vez, de forma a adquirirem a carga Q = e . Em seguida, os íons adentram a região aceleradora (2), com velocidade desprezível, onde a ação da ddp U =1,0 x 10⁴ V aumenta sua velocidade até o momento em que eles penetram a região defletora (3). Nessa região, há um campo magnético uniforme de intensidade B = 0,50 T , o qual entra em uma direção perpendicular ao plano da figura. A massa do íon pode ser obtida a partir da distância D = 0,20m, medida desde o ponto de entrada na região (3) até o ponto em que ele atinge uma placa de detecção de íons lá colocada. Nos seus cálculos, despreze a ação gravitacional sobre os íons. 

A) Obtenha o módulo da velocidade dos íons na região (3).

B) Determine a massa de cada íon.

C) Ache o intervalo de tempo de “voo” de cada íon na região (3), desde a entrada até a detecção.

D) Em geral, o espectrômetro é utilizado em uma base de comparação, a partir de uma massa de referência; ou seja, sabendo-se uma, obtêm-se as demais. Isso significa que não é necessário conhecer nem o valor de U nem o de B. Para relacionar uma massa desconhecida M com uma de referência , basta apenas medir as respectivas distâncias D e .  Prove essa afirmativa, obtendo M/em função de D/