Selecteer de snelheid

Selecteer de snelheid!
Als men in de kernfysica wil experimenteren met b.v. snelle protonen, dan is het gewenst dat alle
deeltjes dezelfde snelheid hebben. Helaas levert een bron vaak ook deeltjes waarvan de
snelheid iets te groot of te klein is.
Om deze ongewenste deeltjes kwijt te raken, maakt men gebruik van een zogenaamde
snelheidsselector. Dat is een apparaat wat deeltjes die een afwijkende snelheid hebben van hun
baan afbuigt en deeltjes die de juiste snelheid hebben ongehinderd rechtdoor laat gaan. Hierdoor
bereiken alleen díe deeltjes die de juiste snelheid hebben de proefopstelling.
De snelheidsselector bestaat uit een ruimte waarin tegelijk een (homogeen) elektrisch veld en
een (homogeen) magneetveld van B=0,10 T aanwezig is.
De protonen die rechtdoor moeten gaan, komen deze ruimte binnen met een
snelheid
die loodrecht op het magnetische veld staat. (Zie de figuur.)
8. Neem de tekening over en geef aan wat de richting van het elektrische veld
moet zijn opdat de protonen rechtdoor kunnen gaan.
Licht toe hoe je aan je antwoord komt!
Meestal is bij zo'n selector de magnetische veldsterkte op een vaste waarde ingesteld en moet
de waarde van het elektrische veld worden ingesteld om de protonen met de gewenste snelheid
rechtdoor te laten gaan.
9. Toon aan dat voor de rechtdoorgaande protonen geldt: v=E/B.
10. Bereken de veldsterkte E die nodig is om protonen met een snelheid van 6,5×106 m/s rechtdoor
te laten gaan.
11. Als er in de bundel per ongeluk ook deuteronen terechtgekomen zijn, beredeneer dan of deze
deeltjes er door de snelheidsselector uit gehaald worden. De massa van het deuteron is het
dubbele van de massa van het proton. De lading is dezelfde. We nemen aan dat de deeltjes
dezelfde snelheid hebben.
8. I (of de v van positieve deeltjes) volgens de positieve y-as;
B volgens de negatieve z-as  FL volgens de negatieve x-as.
Om te compenseren is Fel, en dus ook het elektrische veld E volgens de positieve x-as.
E
B
6
5
10. E  v  B  6,5  10  0,10  6,5  10 V / m
9.
Fel  FL  q  E  B  q  v  v 
11. Nee, in de formule voor de snelheid komen alleen E en B, en geen m voor.