💡 ヒント:磁場内のイオンの運動(応用)

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

異なる質量や電荷のイオンを磁場に通すと、半径 \(r = mv/(qB)\) が異なるため、到達位置で分離できます。これが質量分析装置の原理です。

加速電圧で速度が決まり、磁場で半径が決まる。この 2 段階を丁寧に追うのがコツ。

✏️ 求めるもの

イオンの半径 \(r\)検出位置の距離差2 種類のイオンの質量比など。

🔬 シミュレーションで体感

👀 観察のポイント

💡 考え方のヒント

🔧 使う道具
  1. 速さを表す:加速電圧からエネルギー保存で \(v\) を出す
  2. 半径を表す:\(r = mv/(qB)\) に代入し \(m, q, B, V\) で整理
  3. 比較:2 種類のイオンで半径の比をつくる(質量や電荷が違うとどう変わるか)
注意

加速電圧 \(V\) と磁場 \(B\) が共通なら、半径 \(r\) は \(\sqrt{m/q}\) に比例。同じ電荷なら質量の平方根に比例する。