Τύπος για να βρείτε την ταχύτητα των ιόντων;
1. Ταχύτητα μετατόπισης (για ιόντα που κινούνται σε μέσο λόγω ηλεκτρικού πεδίου):
* Φόρμουλα: v =μΕ
* V: Ταχύτητα μετατόπισης (m/s)
* μ: Ιωνική κινητικότητα (M²/(V · S))
* e: Ηλεκτρική δύναμη πεδίου (V/m)
2. Ταχύτητα από κινητική ενέργεια (για ιόντα σε κενό ή αέριο):
* Φόρμουλα: v =√ (2ke/m)
* V: Ταχύτητα (m/s)
* ke: Κινητική ενέργεια (J)
* m: Μάζα του ιόντος (kg)
3. Η ταχύτητα από τη διαφορά δυναμικού (για τα ιόντα επιταχύνεται μέσω ηλεκτρικού δυναμικού):
* Φόρμουλα: v =√ (2QV/m)
* V: Ταχύτητα (m/s)
* q: Χρέωση του ιόντος (γ)
* V: Δυναμική διαφορά (v)
* m: Μάζα του ιόντος (kg)
4. Ταχύτητα από μαγνητικό πεδίο (για ιόντα που κινούνται σε μαγνητικό πεδίο):
* Φόρμουλα: v =qbr/m
* V: Ταχύτητα (m/s)
* q: Χρέωση του ιόντος (γ)
* b: Αντοχή μαγνητικού πεδίου (t)
* r: Ακτίνα της κυκλικής διαδρομής του ιόντος (Μ)
* m: Μάζα του ιόντος (kg)
Σημαντικές εκτιμήσεις:
* Ιονική κινητικότητα (μ): Πρόκειται για ιδιότητα του ιόντος και του μέσου που κινείται. Εξαρτάται από παράγοντες όπως το μέγεθος, το φορτίο του ιόντος, το φορτίο και το ιξώδες του μέσου.
* Κινητική ενέργεια (KE): Αυτό μπορεί να υπολογιστεί από τη θερμοκρασία του ιόντος χρησιμοποιώντας τη σταθερά Boltzmann (k) και τη θερμοκρασία (t):ke =(3/2) kt
* Διαφορά δυναμικού (v): Αυτή είναι η διαφορά τάσης μεταξύ των σημείων εκκίνησης και λήξης της κίνησης του ιόντος.
* Μαγνητικό πεδίο (b): Αυτή είναι η δύναμη του μαγνητικού πεδίου κάθετη προς την κίνηση του ιόντος.
Παράδειγμα:
Ας υποθέσουμε ότι έχουμε ένα ιόν νατρίου (Na +) με φορτίο +1.602 × 10⁻⁻ C και μάζα 3,818 × 10⁻2 kg, επιταχύνεται μέσω διαφοράς δυναμικού 100 V. Χρησιμοποιώντας τον τύπο για ταχύτητα από τη διαφορά δυναμικού:
v =√ (2 * 1.602 × 10⁻ ⁹ C * 100 V / 3.818 × 10⁻2 kg) ≈ 2,91 × 10⁵ m / s
Θυμηθείτε να επιλέξετε τον κατάλληλο τύπο με βάση τις παρεχόμενες πληροφορίες και το πλαίσιο του προβλήματος.
