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EM2011 Serie de Problemas 02 -Aplicaciones- G 09NL16 Sergio Gaitán Pinzón Universidad Nacional de Colombia Depto de Física Mayo 2011
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Aplicaciones 1.Dibuje un esquema que ilustre el principio de funcionamiento de un espectrómetro de masas y explicite dónde están las leyes de Maxwell
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Solución La muestra se ioniza, es decir se separa en iones cargados. Estos iones pasan por unas placas con una alta diferencia de potencial lo que las hace acelerar debido al campo eléctrico, aquí se ve la Ley de Coulomb, pues las cargas se aceleran al recibir la acción de una fuerza dada por F=qE. El haz de iones pasa a través de un campo magnético generado por dos imanes, provocando que estos curven su trayectoria,debido a la Ley de Ampere. F=qV X B=m*(v 2 /r)
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Al despejar el radio de curvatura obtenemos: R = mv/qB Si se tiene un valor fijo de velocidad y módulo del campo magnético, entre menor sea el cociente m/q menor será el radio de curvatura, y por tanto su trayectoria se deflectará más. Los iones impactan en diferentes zonas de un detector dependiendo de su relación masa- carga y envía señales al computador.
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Aplicaciones 2.Dibuje un esquema que ilustre el principio de funcionamiento de un magnetrón (el corazón de un horno de microondas) de masas y explicite dónde están las leyes de Maxwell
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Un Magnetrón
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Cuando una diferencia de potencial es aplicada al magnetrón los electrones del cátodo se dirigirán hacia el ánodo debido al campo eléctrico generado entre ellos debido a la Ley de Coulomb, al mismo tiempo los imanes están generando un campo magnético, el cual debido a la fuerza de Lorentz cambiaran la trayectoria de los electrones haciéndolos mover en forma de espiral, el movimiento de los electrones genera una variación del campo eléctrico y por Ley de Faraday se produce un campo magnético, la propagación de este campo son ondas electromagnéticas de diferentes frecuencias.
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