Központi érettségi-felvételi 2002. 6.

Egy tömegspektrométer ionforrásából elhanyagolható kezdősebességű, egyszeresen ionizált $6$‑os illetve $7$‑es tömegszámú lítium ionok lépnek ki. Ezek $900\ \mathrm{V}$ egyenfeszültség hatására felgyorsulnak, majd homogén mágneses térbe kerülnek, ahol a $\boldsymbol{\color{black}{B}}$ mágneses indukcióvektor nagysága $0,04\ \mathrm{\displaystyle \frac{Vs}{\ m^2}}$, iránya az ionok sebességére merőleges. Az ionok a mágneses térben egy‑egy félkört megtéve két különböző helyen hagynak nyomot a fényképező lemezen.

($1$ atomi tömegegység $1,66\cdot 10^{-27}\ \mathrm{kg}$; az elemi töltés nagysága $1,6\cdot 10^{-19}\ \mathrm{C}$.)

a)  Mekkora a $6$‑os tömegszámú és mekkora a $7$‑es tömegszámú ionok sebessége a felgyorsítás végén?

$v_6=1,7\cdot 10^{5}\ \mathrm{\displaystyle \frac{m}{s}}$

$v_7=1,57\cdot 10^{5}\ \mathrm{\displaystyle \frac{m}{s}}$

b)  Mekkora ezen ionok centripetális gyorsulása?

$a_{cp6}=1,09\cdot 10^{11}\ \mathrm{\displaystyle \frac{m}{\ s^2}}$

$a_{cp7}=8,66\cdot 10^{10}\ \mathrm{\displaystyle \frac{m}{\ s^2}}$

c)  Mennyi időt töltenek a mágneses térben?

$t_6=4,89\cdot 10^{-6}\ \mathrm{s}$

$t_7=5,76\cdot 10^{-6}\ \mathrm{s}$

d)  Mekkora a nyomok közti távolság a fényképező lemezen?

$d=42,5\ \mathrm{mm}$