EM2011 Serie de Problemas 02 -Aplicaciones- G _NL__ nombre Universidad Nacional de Colombia Depto de Física Mayo 2011.

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1 EM2011 Serie de Problemas 02 -Aplicaciones- G _NL__ nombre Universidad Nacional de Colombia Depto de Física Mayo 2011

2 Aplicaciones 1.Dibuje un esquema que ilustre el principio de funcionamiento de un espectrómetro de masas y explicite dónde están las leyes de Maxwell

3 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

4 Diseño Basado en la Leyes del electromagnetismo y resto de información que Usted ha aprendido en este curso de física diseñe un dispositivo, aparato, sistema, etc. PISTA: dele rienda suelta a su imaginación sin MAP.

5 Observaciones Esta tarea es para ser entregada en la semana del 23 al 26. Grupo 10 Lunes 23 de mayo Grupo 12Martes 24 de mayo Grupo 09Jueves 26 de mayo

6 DESARROLLO FIGURA 1: Tomada de http://acer.forestales.upm.es/basicas/udfisica/asignaturas/ fisica/magnet/espectrometro.html. ESPECTRÓMETRO DE MASAS

7 DESARROLLO Existen distintos modelos de espectrómetros. En la figura anterior se ha representado un esquema de su principio de funcionamiento. Todos los elementos del espectrómetro deben estar en el interior de una cámara de vacío. La muestra gaseosa (situada a la izquierda de la figura) se ioniza mediante un haz de electrones. Los iones positivos son acelerados por un campo eléctrico. Entre las placas aceleradoras existe un campo eléctrico, por lo que los iones experimentarán una fuerza dada por:campo eléctrico (ley de Coulomb) donde q es la carga de los iones positivos.

8 DESARROLLO A continuación el haz de iones pasa por una zona del espacio donde existe un campo magnético B. La fuerza que el campo magnético hace sobre una carga es:fuerza que el campo magnético hace sobre una carga (ley de Ampere) que es perpendicular al campo magnético y al vector velocidad de la carga (en este caso, de los iones positivos).

9 DESARROLLO Como la fuerza (representada en verde en la figura) es perpendicular a la trayectoria de los iones, éstos tendrán aceleración normal, y se desviarán describiendo una trayectoria curva.aceleración normal Utilizando la segunda ley de Newton,segunda ley de Newton Para un valor fijo de la velocidad y del módulo del campo magnético, cuanto menor sea el cociente m/q menor será el radio de curvatura ρ de la trayectoria descrita por los iones, y por tanto su trayectoria se deflactará más.

10 DESARROLLO La figura 2 es una sección típica de un magnetrón. Las configuraciones exteriores de magnetrones distintos varían según la marca y el modelo; pero las estructuras básicas internas son las mismas; es decir, el ánodo, el filamento, la antena, y los imanes. El magnetrón es un tubo electrónico tipo diodo que se emplea para producir los 2450 MHz de energía de microondas necesarios. Crea un campo magnético en el espacio entre el ánodo (la placa), y el cátodo sirve como rejilla, esto por la ley de faraday. FIGURA 2: Tomada de http://www.gallawa.com/microtech/Magnetron- basico.html