Решение задач. Практические применения. Масс-спектрограф.

Специфические компетенции

Распознавание и описание физических явлений и их проявлений путем непосредственного наблюдения и анализа источников информации, выражая интерес и внимание.

Анализ и представление данных и информации о простых физических явлениях, законах, теорий и их техническом применении, проявляя критическое мышление.

Применение знаний и навыков в области физики при решении задач и проблемных ситуаций из повседневной жизни, проявляя усилия и творческое отношение.

Масс-спектрограф.

Действие силы Лоренца используют в приборах, называемых масс-спектрографами, которые предназначены для разделения заряженных частиц по их удельным зарядам. Масс-спектрограф - это прибор для определения масс заряженных частиц, если известен радиус дуги, описываемой ими при движении в магнитном поле. Для определения скорости заряженных частиц они пропускаются через специальный фильтр скоростей, в котором движутся через взаимно перпендикулярные электрические и магнитные поля.

Упрощённый принцип работы масс-спектрографа

Условно можно сказать, что масс-спектрограф работает в 3 этапа: ионизирует молекулы, сортирует полученные ионы и пропускает их через детектор заряженных частиц.

1. Ионизация молекул. Во время ионизации заряженные ионы превращаются в нейтральные атомы и молекулы. Осуществляется этот процесс по-разному — всё зависит от типа вещества: является оно органическим или неорганическим.Проще всего ионизировать вещества в газовой фазе, однако далеко не все — особенно органические — можно перевести в газовую форму без разложения. Поэтому живые вещества (например, ДНК) ионизируют при атмосферном давлении особыми способами.
2. Сортировка ионов. После ионизации заряженные частицы переносятся в масс-анализатор, где происходит сортировка ионов по соотношению массы и заряда. Масс-анализаторы бывают непрерывными и импульсными: в первые ионы идут сплошным потоком, во вторые подаются порционно. В некоторых моделях масс-спектрометров предусмотрены два анализатора — так называемый «тандемный» вариант.
3. Детектор заряженных частиц. В качестве детекторов используются динодные вторично-электронные умножители либо фотоумножители, раньше детекция осуществлялась через фотопластинку. В целом, разновидностей детекторов довольно много: помимо перечисленных, существуют также коллекторы Фарадея, микроканальные умножители и т. д.