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Inicie esta animación seleccionando la demostración de Masas Múltiples. Se muestra en ella un conjunto de cinco partículas que pasan por un aparato denominado espectrómetro de masas. Las partículas tienen diferente masa siendo de resto idénticas. Observe cómo las partículas son separadas debido a tener masas diferentes. Reinicio.
Puede introducir valores para las condiciones iniciales y pulsar "registrar valores y marcha", con objeto de ver una partícula única pasar a través del espectrómetro. La partícula pasa inicialmente por una región en la que existe un campo eléctrico dirigido verticalmente hacia abajo y un campo magnético perpendicular a la pantalla y hacia dentro. Como la partícula está cargada negativamente, el campo eléctrico ejerce una fuerza hacia arriba (F = q E) mientras que el campo magnético ejerce inicialmente una fuerza hacia abajo (F = q v x B). Ponga el campo magnético o el eléctrico a cero con objeto de ver el efecto de cada campo aisladamente. Para cierta combinación de valores de campo eléctrico y magnético los efectos de ambos campos se cancelan y la partícula pasa sin desviarse por la primera región. A esta región se la denomina selector de velocidades, ya que sólo partículas con una determinada velocidad inicial pasarán sin desviarse para un par de valores dado de los campos eléctrico y magnético.
Si una partícula pasa por la primera región, entra en otra donde sólo existe un campo magnético aplicado. Este campo magnético ejerce una fuerza (F = q v x B), perpendicular a la velocidad de la partícula que hace que ésta siga un movimiento circular. Para una velocidad dada (seleccionada previamente) el radio de la trayectoria seguida por la partícula depende de su masa. En este movimiento circular la fuerza es radial y tiene de módulo |F| = q |v x B| = qvB, que, por la Segunda Ley de Newton, debe coincidir con el producto masa por aceleración (centrípeta), dado por mv2/R. En lo anterior se ha hecho uso de que velocidad y campo magnético son perpendiculares. Finalmente, llegamos a: qB = mv/R. Midiendo dónde impacta la partícula puede usted determinar la masa de la misma.
Ilustración creada por Melissa Dancy y Wolfgang Christian.
© 2004 Pearson Educación S. A.