Warum müssen alle Ionen die gleiche Geschwindigkeit beim Eintritt ins Magnetfeld haben, um sie nach ihrer Masse unterscheiden zu können?
Es geht hierbei um eine Trinkwasseranalyse im Bezug auf Queckssilberionen mit einem Massenspektrometer
3 Antworten
Die Ablenkung der Ionen im Magnetfeld hängt von der Geschwindigkeit ab, mit der sie eintreten und von der Masse. Will man sie nur nach der Masse unterscheiden, müssen alle Ionen die gleiche Geschwindigkeit haben. Dadurch fällt bei der Ablenkung die Geschwindigkeit als bestimmende Größe raus. Die Ablenkung ist nur noch von der Masse abhängig.
Weil sonst Ionen unterschiedlicher Masse gleich weit abgelenkt werden oder Ionen gleicher Masse unterschiedlich weit abgelenkt werden können.
Damit wird das Ergebnis dann unbrauchbar.
Weil jedes Element und jedes Ion eines Elements eine eigene Masse besitzt.
Weil die Ionen gemäß ihrem Masse-Ladungs-Verhältnis und ihrer Geschwindigkeit abgelenkt werden. (r = (m * v) / (z * B)). Hier ist m/z das Masse-Ladungs-Verhältnis, v die Geschwindigkeit, B die Magnetfeldstärke und r der Kreisbahnradius der durch das Magnetfeld abgelenkten Ionen.
Die Ionen beschreiben im Magnetfeld eine Kreisbahn:
Ansatz: Lorentzkraft = Zentripetalkraft
qvB = mv²/r
Damit aus r die Masse gefolgert werden kann, müssen die Ionen (mit gleichem q) die gleiche Geschwindigkeit haben.
Und warum kann man dann die Ionen nach Masse unterscheiden?