دستگاه طیف سنج جرمی

دستگاه طیف سنج جرمی می تواند برای اندازه گیری جرم اتم ها یا مولكول ها و شناسایی مواد براساس جرم آنها یا جرم قطعات حاصل از آنها به كار رود. روش کار بطور خلاصه شامل یونیزه کردن نمونه مورد آزمایش (مثلا توسط بمباران با الکترونهای پرانرژی که ممکن است منجر به قطعه قطعه شدن مولکولها نیز بشود) و سپس سرعت بخشیدن به حرکت یونهای حاصل و عبور آنها از یک میدان مغناطیسی است. همانطور که قبلا گفتیم قطب های مغناطیسی ( آهن رباها) به ذرات باردار در حال حركت نیروی مغناطیسی وارد می كنند که مقدار نیرو با بار ذره در حال حركت متناسب است. این نیرو عمود بر مسیر حركت ذره ی باردار است و باعث انحراف آن می شود. مقدار انحراف با مقدار نیرو رابطه مستقیم و با اینرسی یا جرم ذره رابطه معكوس دارد. بعبارتی داریم:

 

چون نیرو با بار ذره متناسب است، پس در نهایت می توان بیان كرد كه مقدار انحراف متناسب با نسبت بار به جرم ذره خواهد بود و اندازه گیری مقدار انحراف در تركیب با روابط فیزیكی مربوطه می تواند نسبت بار به جرم ذره را بدست دهد.

شرط وارد شدن نیروی مغناطیسی به ذره و منحرف كردن آن باردار بودن ذره و در حال حركت بودن آن است. برای باردار كردن ذره یا تولید ذرات باردار یک روش می تواند بدین صورت باشد که ابتدا ماده را به حالت بخار در می آوریم و سپس توسط بمباران با  های پرانرژی از ذرات بخار الكترون بكَنیم. برای حركت كردن آنها ذرات باردار را تحت تاثیر صفحات الكتریكی قرار می دهیم تا تحت اثر نیروی الكتریكی در راستای مسیر حركت ذره سرعت آنها افزایش یابد. در نهایت آنها را از یک آهنربا عبور می دهیم و انحراف آنها را اندازه گیری می کنیم. از آنجایی كه در بمباران معمولاً یك الكترون كنده می شود، بار ذره به اندازه ی بار یك پروتون یا الكترون و معلوم خواهد بود. بنابراین با معلوم بودن بار و بدست آوردن نسبت بار به جرم از روی مقدار انحراف و روابط فیزیكی مربوطه می توان در نهایت جرم ذره را بدست آورد. شکل بعدی نحوه عملکرد یک دستگاه طیف سنج جرمی نمونه را بصورت شماتیک نشان می دهد.

 

توضیح شکل: نحوه عملکرد یک دستگاه طیف سنج جرمی نمونه

 

 

 

 

||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||

**************************************************

سایت: www.youngchemist.com

مولف: محمد شاهی

نظرات، پیشنهادات و انتقادات: chemistry.shahi@gmail.com

**************************************************

||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||