Lo spettrometro di massa: separare gli isotopi
In uno spettrometro di massa gli ioni vengono accelerati da una differenza di potenziale ed entrano in un campo magnetico, dove percorrono una semicirconferenza. A parità di carica, il raggio dipende dalla massa: isotopi dello stesso elemento, chimicamente identici, arrivano sul rivelatore in punti diversi e si possono contare separatamente.
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r = m v / (q B) = √(2 m V / q) / B
Tutti gli ioni, con carica +e, ricevono la stessa energia q V; i più pesanti escono più lenti. Nel campo magnetico il raggio è r = √(2 m V / q) / B: cresce con la radice della massa.
Il neon ha due isotopi principali, 20 e 22 (J. J. Thomson li separò nel 1913 con uno strumento simile); il carbonio ha il 12, il 13 e il radioattivo 14, usato per le datazioni; il cloro il 35 e il 37. Qui gli ioni sono tutti con una sola carica positiva.
Gli spettrometri di massa servono a misurare le masse atomiche, ad analizzare le sostanze nei laboratori di chimica e di medicina, a controllare il doping e a datare i reperti archeologici.
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