Questão
Escola de Formação de Oficiais da Marinha Mercante - EFOMM
1998
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O espectômetro de massa de Bainbridge: Nas fendas S₁ e S₂ do espectômetro de Bainbridge, mostrado na figura abaixo, passa apenas um feixe estreito de íons positivos. Tal feixe, percorre o selecionador de velocidade o qual possui ao longo de toda sua extensão, um campo elétrico de intensidade E, constante e uniforme orientado da esquerda para direita e perpendicular a um campo magnético de intensidade B, também constante e uniforme, cujo sentido aponta para fora da página. Este arranjo, permite que apenas íons positivos com velocidade constante v = E/B atravessem a fenda S₃ na saída do selecionador; os sons que passarem por S₃ entrarão por uma região do espaço, tomada por um campo magnético constante e uniforme de intensidade B', também perpendicular ao plano da página e dele saindo, conforme mostra a figura abaixo. Um íon positivo qualquer entrando nessa região do espaço, tomada por B', descreverá um trajetória circular à esquerda, atingindo a placa fotográfica a qual registrará o tamanho do diâmetro da trajetória percorrida pelo ion, que será igual a distância entre o ponto de impacto sobre a placa fotográfica, até o centro da fenda S₃.

Temos no espectômetro de Bainbridge um feixe de íons de Hélio, He, emergindo do selecionador de velocidade com velocidade constante v = 1,00 x 10⁵ m/s, entrando numa região do espaço tomada por um campo magnético constante e uniforme, de intensidade B' : 817 x 10⁻⁴ T. Após descrever uma trajetória semi-circular a esquerda, os ions selecionados atingem a placa fotográfica a qual registra uma distância de 10,16 cm entre o ponto de impacto dos íons e o centro da fenda S₃. Pergunta-se, qual a massa de um único ion de Hélio (He)?



(Dado a carga elementar q = 1,602 x 10⁻¹⁹ C).
A
5,97 x 10⁻²⁸ Kg
B
7,32 x 10⁻³⁰ kg
C
8,77 x 10⁻²⁶ kg
D
6,65 x 10⁻²⁶ kg
E
4,65 x 10⁻³⁰ kg