5.7.1. Статические масс-спектрометры

Скорость vj,• иона с массой m0 и зарядом еj = |е|, прошедшего в электрическом поле разность потенциалов U, определяется из уравнения

В магнитном поле, обладающем индукцией В, на частицу с массой m0 и зарядом е, движущуюся со скоростью vj перпендикулярно направлению поля, действует центростремительная сила, которая описывается уравнением

где r — радиус траектории иона.

Из уравнений (5.98а) и (5.986), заменяя m0 величиной М0, получаем

В формуле (5.99) а — коэффициент пропорциональности, зависящий от выбора единиц. Если U выразить в вольтах, r - в сантиметрах, а B —теслах, то а = 0,0144.

Формула (5.99) показывает, что при В = const и U = const ионы с разными молекулярными массами М0 будут двигаться по разным траекториям; следовательно, произойдет их разделение. В то же время при В = const и r = const получаем M0U = const; это значит, что каждой молекулярной массе соответствует определенная величина U. Непрерывно изменяя U, можно обеспечивать выполнение условия M0U = const для молекул определенной массы, траектории которых должны иметь радиус r. Этот принцип находит применение в различных конструктивных решениях масс-спектрометров. В зависимости от величины угла, который описывают ионы, отклоняемые магнитным полем, различают 180, 90 и 60°-ные спектрометры.