Relación masa-carga
La relación masa-carga ( m / Q ) es una cantidad física que relaciona la masa (cantidad de materia) y la carga eléctrica de una partícula dada, expresada en unidades de kilogramos por culombio (kg / C). Se utiliza más ampliamente en la electrodinámica de partículas cargadas , por ejemplo, en óptica electrónica y óptica iónica .
Aparece en los campos científicos de microscopía electrónica , tubos de rayos catódicos , física de aceleradores , física nuclear , espectroscopía electrónica Auger , cosmología y espectrometría de masas . [1] La importancia de la relación masa-carga, según la electrodinámica clásica, es que dos partículas con la misma relación masa-carga se mueven en el mismo camino en el vacío, cuando se someten a los mismos campos eléctricos y magnéticos. . En raras ocasiones, el Thomson se ha utilizado como su unidad en el campo de la espectrometría de masas.
Algunas disciplinas usan la relación carga-masa ( Q / m ) en su lugar, que es el inverso multiplicativo de la relación masa-carga. El valor recomendado de CODATA para un electrón es Q / m =−1,758 820 010 76 (53) × 10 11 C⋅kg −1 . [2]
donde F es la fuerza aplicada al ión, m es la masa de la partícula, a es la aceleración , Q es la carga eléctrica , E es el campo eléctrico y v × B es el producto cruzado de la velocidad del ión y el campo magnético densidad de flujo .
Esta ecuación diferencial es la clásica ecuación de movimiento para partículas cargadas. Junto con las condiciones iniciales de la partícula, determina por completo el movimiento de la partícula en el espacio y el tiempo en términos de m / Q . Por tanto, los espectrómetros de masas podrían considerarse como " espectrómetros de masa a carga". Cuando se presentan datos en un espectro de masas , es común utilizar el m / z adimensional , que denota la cantidad adimensional formada al dividir el número de masa del ion por su número de carga. [1]
Esta ecuación diferencial es la clásica ecuación de movimiento de una partícula cargada en el vacío. Junto con las condiciones iniciales de la partícula, determina el movimiento de la partícula en el espacio y el tiempo. Inmediatamente revela que dos partículas con la misma relación m / Q se comportan de la misma manera. Esta es la razón por la que la relación masa-carga es una cantidad física importante en aquellos campos científicos donde las partículas cargadas interactúan con campos magnéticos o eléctricos.
