حل أسئلة المراجعة

9. أنبوب الأشعة المهبطية. صف كيف يعمل أنبوب أشعة المهبطية على تكوين حزمة إلكرتونات؟

تنبعث الإلكترونات من الكاثود وتتسارع بواسطة فرق الجهد وتمر خلال الشقوق لتكوين حزمة الشعاع.

10. المجال المغناطيسي. يحسب نصف قطر المسار الدائري لأيون في مطياف الكتلة بالعلاقة: $r=(1/B)\sqrt{2mV/q}$. استخدم هذه العلاقة لبيان كيف يعمل مطياف الكتلة على فصل الأيونات ذات الكتل المختلفة بعضها عن بعض.

مع افتراض أن الأيونات جميعها لها الشحنة نفسها سيكون المتغير الوحيد غير الثابت في المعادلة هو كتلة الأيون m لذا إذا زادت كتلة الأيون m فسيزداد أيضاً نصف قطر مسار الأيون، وهذا يؤدي إلى فصل مسارات الأيونات ذات الكتلة المتخلفة.

11. المجال المغناطيسي. باستعمال مطياف الكتلة الحديث يمكن تحليل الجزيئات التي تعادل كتلتها كتلة مائة بروتون، إذا تم إنتاج أيونات أحادية التأين من هذه الجزئيات باستخدام الجهد المسارع نفسه فكيف يجب أن يكون التغير في المجال المغناطيسي للمطياف بحيث تصطدم الأيونات بالفيلم؟

لأن $\mathrm{r}=\frac{1}{B}\sqrt{\frac{2Vm}{q}}$ فعند زيادة m يجب أن تزداد B أيضاً فإذا زادت m بمعامل مقداره 10 فإن B تزداد بمعامل مقداره 3 فللإبقاء على r ثابتة يجب أن تزداد B بمقدار $\cdot \sqrt{m}$

12. نصف قطر المسار. يتحرك بروتون بسرعة 4.2x10²m/s لحظة مروره داخل مجال مغناطيسي مقداره 1.2 T، احسب نصف قطر مساره الدائري.

3.7 × 10^-4 m

13. الكتلة. تم تسريع حزمة ذرات أوكسجين ثنائية التأين (2+) بتطبيق فرق جهد مقداره 232 V، وعندما عبرت مجالاً مغناطيسياً مقداره 75 mT سلكت مسار منحني نصف قطره 8.3 cm، أوجد مقدار كتلة ذرة الأوكسجين.

2.7 × 10^-26 kg

14. التفكير الناقد. بغض النظر عن طاقة الالكترونات المستخدمة لإنتاج الأيونات لم يتمكن تومسون مطلقاً من تحرير أكثر من إلكترون واحد من ذرة الهيدروجين، ما الذي استنتجه تومسون عن الشحنة الموجبة لذرة الهيدروجين؟

يجب أن تكون شحنتها أحادية فقط.