திசைவேகத் தேர்வி

திசைவேகத் தேர்வி#

திசைவேகத் தேர்வி என்பது மின்னூட்டம் பெற்ற துகள்களை அவற்றின் திசைவேகத்தின் அடிப்படையில் தேர்ந்தெடுக்கும் ஒரு கருவியாகும். இது நிறை அலைமாலைமானி மற்றும் துகள் முடுக்கிகள் போன்ற பல்வேறு பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

செயல்பாட்டுக் கோட்பாடு#

திசைவேகத் தேர்வியின் அடிப்படைக் கோட்பாடு, ஒரு குறிப்பிட்ட திசைவேகத்தை மட்டுமே கொண்ட துகள்கள் கடந்து செல்லக்கூடிய ஒரு பகுதியை உருவாக்க, மின்சார மற்றும் காந்தப் புலங்களின் கலவையைப் பயன்படுத்துவதாகும். இது ஒரு சீரான மின்சாரப் புலத்தை ஒரு சீரான காந்தப் புலத்திற்கு செங்குத்தாகப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் அடையப்படுகிறது.

மின்சாரப் புலம், மின்னூட்டம் பெற்ற துகள்களின் மீது புலக் கோடுகளின் திசையில் ஒரு விசையைச் செலுத்துகிறது, அதே நேரத்தில் காந்தப் புலம் மின்சாரப் புலம் மற்றும் துகளின் திசைவேகம் ஆகிய இரண்டிற்கும் செங்குத்தான திசையில் ஒரு விசையைச் செலுத்துகிறது. துகளின் மீதான நிகர விசை பின்வருமாறு கொடுக்கப்பட்டுள்ளது:

$$ F = q(E + v x B) $$

இதில்:

• F என்பது துகளின் மீதான நிகர விசை
• q என்பது துகளின் மின்னூட்டம்
• E என்பது மின்சாரப் புல வலிமை
• v என்பது துகளின் திசைவேகம்
• B என்பது காந்தப் புல வலிமை

மின்சார மற்றும் காந்தப் புலங்கள் மின்சார விசை மற்றும் காந்த விசை சமமாகவும் எதிரெதிராகவும் இருக்கும் வகையில் சரிசெய்யப்பட்டால், துகளின் மீதான நிகர விசை பூஜ்ஜியமாக இருக்கும். இந்த நிலை திசைவேகத் தேர்வு என அழைக்கப்படுகிறது.

தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட திசைவேகத்தை விட அதிக திசைவேகம் கொண்ட துகள்கள் மின்சாரப் புலத்தின் திசையில் நிகர விசையை அனுபவிக்கும், அதே நேரத்தில் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட திசைவேகத்தை விட குறைந்த திசைவேகம் கொண்ட துகள்கள் எதிர் திசையில் நிகர விசையை அனுபவிக்கும். இதன் விளைவாக, தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட திசைவேகத்தை மட்டுமே கொண்ட துகள்கள் திசைவேகத் தேர்வியின் வழியாக செல்ல முடியும்.

திசைவேகத் தேர்வி சூத்திரம்#

திசைவேகத் தேர்வி என்பது மின்னூட்டம் பெற்ற துகள்களை அவற்றின் திசைவேகத்தின் அடிப்படையில் தேர்ந்தெடுக்கும் ஒரு கருவியாகும். இது வெவ்வேறு நிறை-முதல்-மின்னூட்ட விகிதங்களைக் கொண்ட அயனிகளைப் பிரிக்க நிறை அலைமாலைமானிகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

திசைவேகத் தேர்வி சூத்திரம்:

$$ v = \frac{E}{B} $$

இதில்:

• $v$ என்பது மின்னூட்டம் பெற்ற துகளின் திசைவேகம்
• $E$ என்பது மின்சாரப் புல வலிமை
• $B$ என்பது காந்தப் புல வலிமை

திசைவேகத் தேர்வி ஒரு மின்சாரப் புலத்தையும் ஒரு காந்தப் புலத்தையும் ஒன்றுக்கொன்று செங்குத்தாகப் பயன்படுத்தி செயல்படுகிறது. மின்சாரப் புலம் மின்னூட்டம் பெற்ற துகள்களை முடுக்குகிறது, அதே நேரத்தில் காந்தப் புலம் அவற்றைத் திசைதிருப்புகிறது. மிகவும் திசைதிருப்பப்படும் துகள்கள் குறைந்த திசைவேகம் கொண்டவையாக இருக்கும்.

திசைவேகத் தேர்வியை ஒரு குறிப்பிட்ட திசைவேகத்தைக் கொண்ட மின்னூட்டம் பெற்ற துகள்களைத் தேர்ந்தெடுக்க அல்லது வெவ்வேறு திசைவேகங்களைக் கொண்ட மின்னூட்டம் பெற்ற துகள்களைப் பிரிக்கப் பயன்படுத்தலாம்.

திசைவேகத் தேர்விப் புலங்கள்#

திசைவேகத் தேர்வி என்பது ஒரு குறிப்பிட்ட திசைவேகத்தைக் கொண்ட மின்னூட்டம் பெற்ற துகள்களைத் தேர்ந்தெடுக்க மின்சார மற்றும் காந்தப் புலங்களைப் பயன்படுத்தும் ஒரு கருவியாகும். இது ஒரு காந்தப் புலத்தில் நகரும் ஒரு மின்னூட்டம் பெற்ற துகள் அதன் திசைவேகம் மற்றும் காந்தப் புலம் ஆகிய இரண்டிற்கும் செங்குத்தான ஒரு விசையை அனுபவிக்கிறது என்ற கோட்பாட்டை அடிப்படையாகக் கொண்டது. இந்த விசை, லோரென்ட்ஸ் விசை என அழைக்கப்படுகிறது, இது மின்னூட்டம் பெற்ற துகளை ஒரு வட்டப் பாதையில் நகரச் செய்கிறது. இந்த வட்டப் பாதையின் ஆரம் துகளின் திசைவேகத்திற்கு விகிதாசாரமாகும்.

காந்தப் புலத்திற்கு செங்குத்தாக ஒரு மின்சாரப் புலத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், ஒரு குறிப்பிட்ட திசைவேகத்தைக் கொண்ட துகள்களுக்கு லோரென்ட்ஸ் விசையை ரத்து செய்வது சாத்தியமாகும். இது விரும்பிய திசைவேகத்தைக் கொண்ட துகள்கள் திசைவேகத் தேர்வியின் வழியாக செல்ல அனுமதிக்கிறது, அதே நேரத்தில் மற்ற திசைவேகங்களைக் கொண்ட துகள்கள் திசைதிருப்பப்படுகின்றன.

திசைவேகத் தேர்விப் புலங்கள் நிறை அலைமாலைமானி, துகள் முடுக்கிகள் மற்றும் பிளாஸ்மா இயற்பியல் உள்ளிட்ட பல்வேறு பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

செயல்பாட்டுக் கோட்பாடு#

திசைவேகத் தேர்விப் புலத்தின் செயல்பாட்டுக் கோட்பாட்டை ஒரு சீரான காந்தப் புலத்தில் ஒரு மின்னூட்டம் பெற்ற துகளின் இயக்கத்தைக் கருத்தில் கொண்டு புரிந்து கொள்ளலாம். ஒரு மின்னூட்டம் பெற்ற துகள் ஒரு காந்தப் புலத்தில் நுழையும் போது, அது லோரென்ட்ஸ் விசையால் கொடுக்கப்பட்ட ஒரு விசையை அனுபவிக்கிறது:

$$\mathbf{F} = q\mathbf{v} \times \mathbf{B}$$

இதில்:

• $\mathbf{F}$ என்பது லோரென்ட்ஸ் விசை
• $q$ என்பது துகளின் மின்னூட்டம்
• $\mathbf{v}$ என்பது துகளின் திசைவேகம்
• $\mathbf{B}$ என்பது காந்தப் புலம்

லோரென்ட்ஸ் விசை துகளின் திசைவேகம் மற்றும் காந்தப் புலம் ஆகிய இரண்டிற்கும் செங்குத்தாக உள்ளது. இது துகளை பின்வரும் ஆரம் கொண்ட ஒரு வட்டப் பாதையில் நகரச் செய்கிறது:

$$r = \frac{mv}{qB}$$

இதில்:

• $r$ என்பது வட்டப் பாதையின் ஆரம்
• $m$ என்பது துகளின் நிறை
• $v$ என்பது துகளின் திசைவேகம்
• $q$ என்பது துகளின் மின்னூட்டம்
• $B$ என்பது காந்தப் புலம்

காந்தப் புலத்திற்கு செங்குத்தாக ஒரு மின்சாரப் புலத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், ஒரு குறிப்பிட்ட திசைவேகத்தைக் கொண்ட துகள்களுக்கு லோரென்ட்ஸ் விசையை ரத்து செய்வது சாத்தியமாகும். இதை லோரென்ட்ஸ் விசைக்கான சமன்பாட்டைக் கருத்தில் கொண்டு பார்க்கலாம்:

$$\mathbf{F} = q\mathbf{v} \times \mathbf{B} + q\mathbf{E}$$

இதில்:

• $\mathbf{F}$ என்பது லோரென்ட்ஸ் விசை
• $q$ என்பது துகளின் மின்னூட்டம்
• $\mathbf{v}$ என்பது துகளின் திசைவேகம்
• $\mathbf{B}$ என்பது காந்தப் புலம்
• $\mathbf{E}$ என்பது மின்சாரப் புலம்

மின்சாரப் புலம் பின்வருமாறு தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டால்:

$$\mathbf{E} = -\mathbf{v} \times \mathbf{B}$$

அப்போது லோரென்ட்ஸ் விசை பூஜ்ஜியமாக இருக்கும். இதன் பொருள் மின்னூட்டம் பெற்ற துகள் நிலையான திசைவேகத்துடன் ஒரு நேர்கோட்டில் நகரும்.

திசைவேகத் தேர்விப் புலங்கள் ஒரு குறிப்பிட்ட திசைவேகத்தைக் கொண்ட மின்னூட்டம் பெற்ற துகள்களைத் தேர்ந்தெடுப்பதற்கான ஒரு சக்திவாய்ந்த கருவியாகும். அவை நிறை அலைமாலைமானி, துகள் முடுக்கிகள் மற்றும் பிளாஸ்மா இயற்பியல் உள்ளிட்ட பல்வேறு பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

திசைவேகத் தேர்வியின் குறைபாடுகள்#

திசைவேகத் தேர்வி என்பது ஒரு குறிப்பிட்ட திசைவேகத்தைக் கொண்ட மின்னூட்டம் பெற்ற துகள்களைத் தேர்ந்தெடுக்கப் பயன்படும் ஒரு கருவியாகும். இது ஒரு காந்தப் புலத்தில் நகரும் மின்னூட்டம் பெற்ற துகள்கள் காந்தப் புலம் மற்றும் துகளின் திசைவேகம் ஆகிய இரண்டிற்கும் செங்குத்தான ஒரு விசையை அனுபவிக்கின்றன என்ற கோட்பாட்டை அடிப்படையாகக் கொண்டது. இந்த விசை மின்னூட்டம் பெற்ற துகள்களை அவற்றின் திசைவேகத்திற்கு விகிதாசாரமான ஆரம் கொண்ட ஒரு வட்டப் பாதையில் நகரச் செய்கிறது.

திசைவேகத் தேர்விகள் பயனுள்ள கருவிகளாக இருந்தாலும், அவை சில குறைபாடுகளைக் கொண்டுள்ளன:

• வரம்புக்குட்பட்ட தீர்மானம்: திசைவேகத் தேர்விகள் ஒரு குறிப்பிட்ட வரம்பிற்குள் ஒரு குறிப்பிட்ட திசைவேகத்தை மட்டுமே கொண்ட துகள்களைத் தேர்ந்தெடுக்க முடியும். இதன் பொருள் இந்த வரம்பிற்கு வெளியே உள்ள திசைவேகங்களைக் கொண்ட துகள்கள் தேர்ந்தெடுக்கப்படாது.

• பிறழ்வுகள்: திசைவேகத் தேர்விகள் பிறழ்வுகளை அறிமுகப்படுத்தக்கூடும், அவை மின்னூட்டம் பெற்ற துகள்களின் பாதையில் உள்ள சிதைவுகளாகும். இந்த பிறழ்வுகள் சீரற்ற காந்தப் புலங்கள், தவறான சீரமைப்புகள் அல்லது பிற காரணிகளால் ஏற்படலாம்.

• வெளி மின்னூட்ட விளைவுகள்: ஒரு கற்றையில் உள்ள மின்னூட்டம் பெற்ற துகள்களின் அடர்த்தி மிக அதிகமாகும்போது வெளி மின்னூட்ட விளைவுகள் ஏற்படுகின்றன. இது துகள்கள் ஒன்றோடொன்று தொடர்பு கொண்டு அவற்றின் பாதைகளை பாதிக்கக் காரணமாகலாம். வெளி மின்னூட்ட விளைவுகள் திசைவேகத் தேர்விகளின் செயல்திறனை வரம்பிடக்கூடும்.

• காந்தப் புலத் தேவைகள்: திசைவேகத் தேர்விகள் செயல்படுவதற்கு ஒரு வலுவான காந்தப் புலம் தேவைப்படுகிறது. இடம் குறைவாக உள்ள பயன்பாடுகளில் அல்லது வலுவான காந்தப் புலம் விரும்பப்படாத பயன்பாடுகளில் இது ஒரு குறைபாடாக இருக்கலாம்.

• செலவு: திசைவேகத் தேர்விகளை கட்டமைக்கவும் பராமரிக்கவும் விலை அதிகமாக இருக்கலாம். இது சில பயன்பாடுகளுக்கு அவற்றை நடைமுறையற்றதாக ஆக்கலாம்.

இந்த குறைபாடுகள் இருந்தபோதிலும், திசைவேகத் தேர்விகள் ஒரு குறிப்பிட்ட திசைவேகத்தைக் கொண்ட மின்னூட்டம் பெற்ற துகள்களைத் தேர்ந்தெடுப்பதற்கு இன்னும் பயனுள்ள கருவிகளாக உள்ளன. அவை நிறை அலைமாலைமானி, துகள் முடுக்கிகள் மற்றும் பிளாஸ்மா இயற்பியல் உள்ளிட்ட பல்வேறு பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

திசைவேகத் தேர்வியின் பயன்கள்#

திசைவேகத் தேர்வி என்பது மின்னூட்டம் பெற்ற துகள்களை அவற்றின் திசைவேகத்தின் அடிப்படையில் தேர்ந்தெடுக்க மின்சார மற்றும் காந்தப் புலங்களைப் பயன்படுத்தும் ஒரு கருவியாகும். இது பொதுவாக துகள் முடுக்கிகள், நிறை அலைமாலைமானிகள் மற்றும் வெவ்வேறு திசைவேகங்களைக் கொண்ட மின்னூட்டம் பெற்ற துகள்களைப் பிரிக்கத் தேவைப்படும் பிற கருவிகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

திசைவேகத் தேர்வியின் பயன்பாடுகள்#

1. நிறை அலைமாலைமானி#

நிறை அலைமாலைமானியில், ஒரு திசைவேகத் தேர்வி அயனிகளை அவற்றின் நிறை-முதல்-மின்னூட்ட விகிதத்தின் (m/z) அடிப்படையில் பிரிக்கப் பயன்படுகிறது. அயனிகள் ஒரு மின்சாரப் புலத்தால் முடுக்கப்படுகின்றன, பின்னர் ஒரு காந்தப் புலத்தின் வழியாக செல்கின்றன. காந்தப் புலம் அயனிகளின் மீது ஒரு விசையைச் செலுத்தி, அவை ஒரு வட்டப் பாதையில் நகரச் செய்கிறது. வட்டப் பாதையின் ஆரம் அயனியின் m/z விகிதத்திற்கு விகிதாசாரமாகும். வட்டப் பாதையின் ஆரத்தை அளவிடுவதன் மூலம், அயனியின் m/z விகிதத்தை தீர்மானிக்க முடியும்.

2. துகள் முடுக்கிகள்#

துகள் முடுக்கிகளில், ஒரு திசைவேகத் தேர்வி ஒரு குறிப்பிட்ட திசைவேகத்தைக் கொண்ட துகள்களைத் தேர்ந்தெடுக்கப் பயன்படுகிறது. துகள்கள் ஒரு மின்சாரப் புலத்தால் முடுக்கப்படுகின்றன, பின்னர் ஒரு காந்தப் புலத்தின் வழியாக செல்கின்றன. காந்தப் புலம் துகள்களின் மீது ஒரு விசையைச் செலுத்தி, அவை ஒரு வட்டப் பாதையில் நகரச் செய்கிறது. விரும்பிய திசைவேகத்தைக் கொண்ட துகள்கள் ஒரு குறிப்பிட்ட வெளியேற்ற பிளவு வழியாக செல்லும் ஒரு வட்டப் பாதையைக் கொண்டிருக்கும்.

3. கற்றை வடிவமைப்பு#

ஒரு திசைவேகத் தேர்வியை மின்னூட்டம் பெற்ற துகள்களின் கற்றையை வடிவமைக்கவும் பயன்படுத்தலாம். மின்சார மற்றும் காந்தப் புலங்களை சரிசெய்வதன் மூலம், கற்றையை குவிக்க அல்லது ஒரு குறிப்பிட்ட ஆற்றலைக் கொண்ட துகள்களைத் தேர்ந்தெடுக்க திசைவேகத் தேர்வியைப் பயன்படுத்தலாம்.

4. அயன் ஒளியியல்#

மின்னூட்டம் பெற்ற துகள்களின் பாதையைக் கட்டுப்படுத்த அயன் ஒளியியலிலும் திசைவேகத் தேர்விகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. மின்சார மற்றும் காந்தப் புலங்களின் கலவையைப் பயன்படுத்தி, அயன் ஒளியியலை மின்னூட்டம் பெற்ற துகள்களை குவிக்க, திசைதிருப்ப மற்றும் முடுக்கப் பயன்படுத்தலாம்.

திசைவேகத் தேர்விகள் பல்துறை மற்றும் சக்திவாய்ந்த கருவிகளாகும், அவை பல்வேறு பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அவை அதிக தீர்மானம், பரந்த அளவிலான பயன்பாடுகள் மற்றும் அழிவில்லாத தன்மை ஆகியவற்றை வழங்குகின்றன.

திசைவேகத் தேர்வியின் தீர்க்கப்பட்ட எடுத்துக்காட்டுகள்#

திசைவேகத் தேர்வி என்பது ஒரு குறிப்பிட்ட திசைவேகத்தைக் கொண்ட மின்னூட்டம் பெற்ற துகள்கள் கடந்து செல்ல அனுமதிக்கும், அதே நேரத்தில் வெவ்வேறு திசைவேகங்களைக் கொண்ட துகள்களைத் திசைதிருப்பும் ஒரு கருவியாகும். இது ஒரு காந்தப் புலத்தில் நகரும் ஒரு மின்னூட்டம் பெற்ற துகள் அதன் திசைவேகம் மற்றும் காந்தப் புலம் ஆகிய இரண்டிற்கும் செங்குத்தான ஒரு விசையை அனுபவிக்கிறது என்ற கோட்பாட்டை அடிப்படையாகக் கொண்டது. இந்த விசை, லோரென்ட்ஸ் விசை என அழைக்கப்படுகிறது, இது மின்னூட்டம் பெற்ற துகளை ஒரு வட்டப் பாதையில் நகரச் செய்கிறது. இந்த வட்டப் பாதையின் ஆரம் நேரடியாக துகளின் திசைவேகத்திற்கு விகிதாசாரமாகும்.

காந்தப் புலத்தின் வலிமை மற்றும் மின்சாரப் புலத்தை கவனமாக தேர்ந்தெடுப்பதன் மூலம், ஒரு குறிப்பிட்ட திசைவேகத்தைக் கொண்ட துகள்களைத் தேர்ந்தெடுத்து அவை திசைவேகத் தேர்வியின் வழியாக செல்ல அனுமதிக்க முடியும். வெவ்வேறு திசைவேகங்களைக் கொண்ட துகள்கள் திசைதிருப்பப்பட்டு தேர்வியின் வழியாக செல்ல முடியாது.

திசைவேகத் தேர்விகளின் சில தீர்க்கப்பட்ட எடுத்துக்காட்டுகள் இங்கே:

எடுத்துக்காட்டு 1: 1.0 x 10^6 மீ/வி திசைவேகம் கொண்ட எலக்ட்ரான்களைத் தேர்ந்தெடுக்க ஒரு திசைவேகத் தேர்வி பயன்படுத்தப்படுகிறது. காந்தப் புல வலிமை 0.5 T, மற்றும் மின்சாரப் புல வலிமை 100 V/m.

தீர்வு:

எலக்ட்ரான்களின் வட்டப் பாதையின் ஆரம் பின்வருமாறு கொடுக்கப்பட்டுள்ளது:

$$r = \frac{mv}{qB}$$

இதில்:

• r என்பது மீட்டர்களில் உள்ள வட்டப் பாதையின் ஆரம்
• m என்பது கிலோகிராம்களில் உள்ள எலக்ட்ரானின் நிறை
• v என்பது மீட்டர்/வினாடியில் உள்ள எலக்ட்ரானின் திசைவேகம்
• q என்பது கூலூம்களில் உள்ள எலக்ட்ரானின் மின்னூட்டம்
• B என்பது டெஸ்லாக்களில் உள்ள காந்தப் புல வலிமை

கொடுக்கப்பட்ட மதிப்புகளை சமன்பாட்டில் பதிலிட, நாம் பெறுவது:

$$r = \frac{(9.11 \times 10^{-31} \text{ kg})(1.0 \times 10^6 \text{ m/s})}{(1.602 \times 10^{-19} \text{ C})(0.5 \text{ T})}$$

$$r = 1.14 \times 10^{-2} \text{ m}$$

எலக்ட்ரான்கள் 1.14 x 10$^{-2}$ மீ ஆரம் கொண்ட ஒரு வட்டப் பாதையில் நகரும். மின்சாரப் புலம் எலக்ட்ரான்களின் மீது ஒரு விசையைச் செலுத்தி, அவை ஒரு நேர்கோட்டில் நகரச் செய்யும். மின்சாரப் புலத்தின் வலிமை மின்சாரப் புலத்தின் காரணமாக ஏற்படும் விசை காந்தப் புலத்தின் காரணமாக ஏற்படும் விசைக்கு சமமாக இருக்கும் வகையில் தேர்ந்தெடுக்கப்படுகிறது. இது எலக்ட்ரான்கள் திசைதிருப்பப்படாமல் திசைவேகத் தேர்வியின் வழியாக செல்ல அனுமதிக்கும்.

எடுத்துக்காட்டு 2: 2.0 x 10$^6$ மீ/வி திசைவேகம் கொண்ட புரோட்டான்களைத் தேர்ந்தெடுக்க ஒரு திசைவேகத் தேர்வி பயன்படுத்தப்படுகிறது. காந்தப் புல வலிமை 1.0 T, மற்றும் மின்சாரப் புல வலிமை 200 V/m.

தீர்வு:

எடுத்துக்காட்டு 1 இல் உள்ள அதே நடைமுறையைப் பின்பற்றி, புரோட்டான்களின் வட்டப் பாதையின் ஆரத்தைக் கணக்கிடலாம்:

$$r = \frac{mv}{qB}$$

இதில்:

• r என்பது மீட்டர்களில் உள்ள வட்டப் பாதையின் ஆரம்
• m என்பது கிலோகிராம்களில் உள்ள புரோட்டானின் நிறை
• v என்பது மீட்டர்/வினாடியில் உள்ள புரோட்டானின் திசைவேகம்
• q என்பது கூலூம்களில் உள்ள புரோட்டானின் மின்னூட்டம்
• B என்பது டெஸ்லாக்களில் உள்ள காந்தப் புல வலிமை

கொடுக்கப்பட்ட மதிப்புகளை சமன்பாட்டில் பதிலிட, நாம் பெறுவது:

$$r = \frac{(1.67 \times 10^{-27} \text{ kg})(2.0 \times 10^6 \text{ m/s})}{(1.602 \times 10^{-19} \text{ C})(1.0 \text{ T})}$$

$$r = 2.09 \times 10^{-2} \text{ m}$$

புரோட்டான்கள் 2.09 x 10$^{-2}$ மீ ஆரம் கொண்ட ஒரு வட்டப் பாதையில் நகரும். மின்சாரப் புலம் புரோட்டான்களின் மீது ஒரு விசையைச் செலுத்தி, அவை ஒரு நேர்கோட்டில் நகரச் செய்யும். மின்சாரப் புலத்தின் வலிமை மின்சாரப் புலத்தின் காரணமாக ஏற்படும் விசை காந்தப் புலத்தின் காரணமாக ஏற்படும் விசைக்கு சமமாக இருக்கும் வகையில் தேர்ந்தெடுக்கப்படுகிறது. இது புரோட்டான்கள் திசைதிருப்பப்படாமல் திசைவேகத் தேர்வியின் வழியாக செல்ல அனுமதிக்கும்.

திசைவேகத் தேர்விகள் ஒரு குறிப்பிட்ட திசைவேகத்தைக் கொண்ட மின்னூட்டம் பெற்ற துகள்களைத் தேர்ந்தெடுக்க எவ்வாறு பயன்படுத்தப்படலாம் என்பதற்கு இவை இரண்டு எடுத்துக்காட்டுகள் மட்டுமே. திசைவேகத் தேர்விகள் நிறை அலைமாலைமானி, துகள் முடுக்கிகள் மற்றும் பிளாஸ்மா இயற்பியல் உள்ளிட்ட பல்வேறு பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

திசைவேகத் தேர்வி FAQs#

திசைவேகத் தேர்வி என்றால் என்ன?#

திசைவேகத் தேர்வி என்பது ஒரு குறிப்பிட்ட திசைவேகத்தைக் கொண்ட மின்னூட்டம் பெற்ற துகள்களைத் தேர்ந்தெடுக்க மின்சார மற்றும் காந்தப் புலங்களைப் பயன்படுத்தும் ஒரு கருவியாகும். இது நிறை அலைமாலைமானிகளில் அயனிகளை அவற்றின் நிறை-முதல்-மின்னூட்ட விகிதத்தின் அடிப்படையில் பிரிக்கப் பயன்படுகிறது.

திசைவேகத் தேர்வி எவ்வாறு செயல்படுகிறது?#

ஒரு திசைவேகத் தேர்வி இரண்டு இணையான தகடுகளைக் கொண்டுள்ளது, அவற்றுக்கிடையே ஒரு சீரான மின்சாரப் புலம் மற்றும் மின்சாரப் புலத்திற்கு செங்குத்தாக ஒரு சீரான காந்தப் புலம் உள்ளது. திசைவேகத் தேர்வியில் நுழையும் மின்னூட்டம் பெற்ற துகள்கள் மின்சாரப் புலத்தின் காரணமாக ஒரு விசையையும் காந்தப் புலத்தின் காரணமாக ஒரு விசையையும் அனுபவிக்கின்றன. மின்சார விசை துகளின் மின்னூட்டத்திற்கு விகிதாசாரமாகும், அதே நேரத்தில் காந்த விசை துகளின் திசைவேகத்திற்கு விகிதாசாரமாகும். மின்சார மற்றும் காந்தப் புலங்களின் வலிமையை சரிசெய்வதன் மூலம், ஒரு குறிப்பிட்ட திசைவேகத்தைக் கொண்ட துகள்களைத் தேர்ந்தெடுப்பது சாத்தியமாகும்.

திசைவேகத் தேர்வியின் பயன்பாடுகள் என்ன?#

திசைவேகத் தேர்விகள் பின்வரும் பல்வேறு பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன:

• நிறை அலைமாலைமானி: நிறை அலைமாலைமானிகளில் அயனிகளை அவற்றின் நிறை-முதல்-மின்னூட்ட விகிதத்தின் அடிப்படையில் பிரிக்க திசைவேகத் தேர்விகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
• துகள் முடுக்கிகள்: துகள் முடுக்கிகளில் ஒரு குறிப்பிட்ட ஆற்றலைக் கொண்ட துகள்களைத் தேர்ந்தெடுக்க திசைவேகத் தேர்விகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
• பிளாஸ்மா இயற்பியல்: பிளாஸ்மாக்களின் பண்புகளைப் படிக்க பிளாஸ்மா இயற்பியலில் திசைவேகத் தேர்விகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

திசைவேகத் தேர்வியின் வரம்புகள் என்ன?#

திசைவேகத் தேர்வியின் முக்கிய வரம்பு என்னவென்றால், அது ஒரு குறிப்பிட்ட திசைவேகத்தை மட்டுமே கொண்ட துகள்களைத் தேர்ந்தெடுக்க முடியும். இதன் பொருள் வெவ்வேறு திசைவேகங்களைக் கொண்ட துகள்களைப் பிரிக்க திசைவேகத் தேர்வியைப் பயன்படுத்த முடியாது.

முடிவுரை#

திசைவேகத் தேர்விகள் ஒரு குறிப்பிட்ட திசைவேகத்தைக் கொண்ட மின்னூட்டம் பெற்ற துகள்களைத் தேர்ந்தெடுப்பதற்கான ஒரு சக்திவாய்ந்த கருவியாகும். அவை நிறை அலைமாலைமானி, துகள் முடுக்கிகள் மற்றும் பிளாஸ்மா இயற்பியல் உள்ளிட்ட பல்வேறு பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.