Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 18 № 2373
i

Масс-спек­тро­граф

Масс-спек­тро­граф  — это при­бор для раз­де­ле­ния ионов по ве­ли­чи­не от­но­ше­ния их за­ря­да к массе. В самой про­стой мо­ди­фи­ка­ции схема при­бо­ра пред­став­ле­на на ри­сун­ке.

Ис­сле­ду­е­мый об­ра­зец спе­ци­аль­ны­ми ме­то­да­ми (ис­па­ре­ни­ем, элек­трон­ным уда­ром) пе­ре­во­дит­ся в га­зо­об­раз­ное со­сто­я­ние, затем об­ра­зо­вав­ший­ся газ иони­зи­ру­ет­ся в ис­точ­ни­ке 1. Затем ионы уско­ря­ют­ся элек­три­че­ским полем и фор­ми­ру­ют­ся в узкий пучок в уско­ря­ю­щем устрой­стве 2, после чего через узкую вход­ную щель по­па­да­ют в ка­ме­ру 3, в ко­то­рой со­зда­но од­но­род­ное маг­нит­ное поле. Маг­нит­ное поле из­ме­ня­ет тра­ек­то­рию дви­же­ния ча­стиц. Под дей­стви­ем силы Ло­рен­ца ионы на­чи­на­ют дви­гать­ся по дуге окруж­но­сти и по­па­да­ют на экран 4, где ре­ги­стри­ру­ет­ся место их по­па­да­ния. Ме­то­ды ре­ги­стра­ции могут быть раз­лич­ны­ми: фо­то­гра­фи­че­ские, элек­трон­ные и т. д. Ра­ди­ус тра­ек­то­рии опре­де­ля­ет­ся по фор­му­ле:

R= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 2U, зна­ме­на­тель: B в квад­ра­те конец дроби дробь: чис­ли­тель: m, зна­ме­на­тель: q конец дроби конец ар­гу­мен­та ,

где U  — элек­три­че­ское на­пря­же­ние уско­ря­ю­ще­го элек­три­че­ско­го поля; B  — ин­дук­ция маг­нит­но­го поля; m и q  — со­от­вет­ствен­но масса и заряд ча­сти­цы.

Так как ра­ди­ус тра­ек­то­рии за­ви­сит от массы и за­ря­да иона, то раз­ные ионы по­па­да­ют на экран на раз­лич­ном рас­сто­я­нии от ис­точ­ни­ка, что и поз­во­ля­ет их раз­де­лять и ана­ли­зи­ро­вать со­став об­раз­ца.

В на­сто­я­щее время раз­ра­бо­та­ны мно­го­чис­лен­ные типы масс-спек­тро­мет­ров, прин­ци­пы ра­бо­ты ко­то­рых от­ли­ча­ют­ся от рас­смот­рен­но­го выше. Из­го­тав­ли­ва­ют­ся, на­при­мер, ди­на­ми­че­ские масс-спек­тро­мет­ры, в ко­то­рых массы ис­сле­ду­е­мых ионов опре­де­ля­ют­ся по вре­ме­ни про­ле­та от ис­точ­ни­ка до ре­ги­стри­ру­ю­ще­го устрой­ства.

В маг­нит­ное поле спек­тро­гра­фа вле­те­ли с оди­на­ко­вой ско­ро­стью две за­ря­жен­ные ча­сти­цы. Какая из ча­стиц (1 или 2) имеет по­ло­жи­тель­ный заряд? Ответ по­яс­ни­те.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Ответ: ча­сти­ца 1 имеет по­ло­жи­тель­ный элек­три­че­ский заряд.

Объ­яс­не­ние: на за­ря­жен­ные ча­сти­цы, вле­тев­шие в маг­нит­ное поле масс-спек­тро­гра­фа, дей­ству­ет сила Ло­рен­ца, ко­то­рая из­ме­ня­ет на­прав­ле­ние дви­же­ния ча­сти­цы. На­прав­ле­ние силы Ло­рен­ца опре­де­ля­ет­ся по пра­ви­лу левой руки. Из­ме­не­ние на­прав­ле­ния дви­же­ния для ча­сти­цы 1 со­от­вет­ству­ет слу­чаю, когда ча­сти­ца имеет по­ло­жи­тель­ный заряд.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
Пред­став­лен пра­виль­ный ответ на во­прос, и при­ве­де­но до­ста­точ­ное обос­но­ва­ние, не со­дер­жа­щее оши­бок2
Пред­став­лен пра­виль­ный ответ на по­став­лен­ный во­прос, но его обос­но­ва­ние не яв­ля­ет­ся до­ста­точ­ным, хотя со­дер­жит оба эле­мен­та пра­виль­но­го от­ве­та или ука­за­ние на фи­зи­че­ские яв­ле­ния (за­ко­ны), при­част­ные к об­суж­да­е­мо­му во­про­су.

ИЛИ

Пред­став­ле­ны кор­рект­ные рас­суж­де­ния, при­во­дя­щие к пра­виль­но­му от­ве­ту, но ответ явно не сфор­му­ли­ро­ван

1
Пред­став­ле­ны общие рас­суж­де­ния, не от­но­ся­щи­е­ся к от­ве­ту на по­став­лен­ный во­прос.

ИЛИ

Ответ на во­прос не­ве­рен не­за­ви­си­мо от того, что рас­суж­де­ния пра­виль­ны или не­вер­ны, или от­сут­ству­ют

0
Мак­си­маль­ный балл2

Аналоги к заданию № 104: 2373 Все

Источник: ГИА по фи­зи­ке. Ос­нов­ная волна. Даль­ний Во­сток. Ва­ри­ант 1327
Раздел кодификатора ФИПИ: 3.12 Опыт Ам­пе­ра. Дей­ствие маг­нит­но­го поля на про­вод­ник с током.
Спрятать решение · Прототип задания · КритерииСпрятать критерии · Помощь
1
Тип 18 № 104
i

В маг­нит­ное поле спек­тро­гра­фа вле­те­ли с оди­на­ко­вой ско­ро­стью две за­ря­жен­ные ча­сти­цы. Какая из ча­стиц (1 или 2) имеет по­ло­жи­тель­ный заряд? Ответ по­яс­ни­те.


Аналоги к заданию № 104: 2373 Все

Решение · КритерииСпрятать критерии · Помощь
2
Тип Д19 № 98
i

В масс-спек­тро­гра­фе

 

1)  элек­три­че­ское и маг­нит­ное поля слу­жат для уско­ре­ния за­ря­жен­ной ча­сти­цы

2)  элек­три­че­ское и маг­нит­ное поля слу­жат для из­ме­не­ния на­прав­ле­ния дви­же­ния за­ря­жен­ной ча­сти­цы

3)  элек­три­че­ское поле слу­жит для уско­ре­ния за­ря­жен­ной ча­сти­цы, а маг­нит­ное поле слу­жит для из­ме­не­ния на­прав­ле­ния ее дви­же­ния

4)  элек­три­че­ское поле слу­жит для из­ме­не­ния на­прав­ле­ния дви­же­ния за­ря­жен­ной ча­сти­цы, а маг­нит­ное поле слу­жит для ее уско­ре­ния

Решение · Помощь
3
Тип Д20 № 99
i

При уве­ли­че­нии маг­нит­ной ин­дук­ции в 2 раза ра­ди­ус окруж­но­сти, по ко­то­рой дви­жет­ся за­дан­ная за­ря­жен­ная ча­сти­ца,

 

1)  уве­ли­чит­ся в ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та раза

2)  уве­ли­чит­ся в 2 раза

3)  умень­шит­ся в ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та раза

4)  умень­шит­ся в 2 раза

Решение · Помощь
4
Тип Д22 № 14482
i

Вы­бе­ри­те два вер­ных утвер­жде­ния, ко­то­рые со­от­вет­ству­ют со­дер­жа­нию тек­ста. За­пи­ши­те в ответ их но­ме­ра.

 

1.  В масс-спек­тро­гра­фе элек­три­че­ское поле слу­жит для уско­ре­ния за­ря­жен­ной ча­сти­цы, а маг­нит­ное поле слу­жит для из­ме­не­ния на­прав­ле­ния ее дви­же­ния.

2.  В масс-спек­тро­гра­фе элек­три­че­ское поле слу­жит для из­ме­не­ния на­прав­ле­ния дви­же­ния за­ря­жен­ной ча­сти­цы, а маг­нит­ное поле слу­жит для ее уско­ре­ния.

3.  При уве­ли­че­нии маг­нит­ной ин­дук­ции в 2 раза ра­ди­ус окруж­но­сти, по ко­то­рой дви­жет­ся за­дан­ная за­ря­жен­ная ча­сти­ца, уве­ли­чит­ся в 2 раза.

4.  При уве­ли­че­нии маг­нит­ной ин­дук­ции в 2 раза ра­ди­ус окруж­но­сти, по ко­то­рой дви­жет­ся за­дан­ная за­ря­жен­ная ча­сти­ца, умень­шит­ся в ко­рень из 2 раз.

5.  При уве­ли­че­нии маг­нит­ной ин­дук­ции в 2 раза ра­ди­ус окруж­но­сти, по ко­то­рой дви­жет­ся за­дан­ная за­ря­жен­ная ча­сти­ца, умень­шит­ся в 2 раза.

Решение · Помощь


О про­ек­те · Ре­дак­ция · Пра­во­вая ин­фор­ма­ция · О ре­кла­ме
© Гущин Д. Д., 2011—2025