Filtro de íons

Normalmente quando pesquisas com partículas carregadas são realizadas, os cientistas precisam estudar partículas cujas

velo cida des seja m be m definidas. A maneira que eles recorrem para conseguir tal feito é construindo um filtro de íons, que na verdade tem como funç&atil

de;o b loquea r part &iacut e;cula s cujas velocidades sejam diferentes das velocidades determinadas por eles.

Para isso, os cientistas constroem um filtro de forma cilíndrica, p

ossuindo pequeno s orif&i acute;ci os em su as bases, e dois eletrodos que têm a função de produzir um campo elétrico constante em seu interior. Todo esse conjunto &ea

cute; colo cado em um campo mag nét ico B, cuj a direção é perpendicular ao campo elétrico E, como podemos ver na figura acima. O filtro separa a região onde são produzidos os íons da região onde se quer estudar os íons.

De acordo com a figura, podemos verificar que só os íons que entram com a velocidade correta conseguem passar pelo segundo orifício. Os outros íons são desviados de sua trajetória e se chocam com as paredes do cilindro.

O íon que entra com velocidade v fica sujeito a uma força total dada pela soma vetorial das forças elétricas e magnéticas. Nesse tipo de filtro, as forças, tanto a magnética quanto a elétrica, têm a mesma direção, mas possuem sentidos contrários. Quando essas duas forças possuem o mesmo valor, ou seja, possuem o mesmo módulo, a força total passa a ser zero. Isso acontece quando temos:


Apenas os íons com velocidade v = E/B passarão pelo cilindro sem sofrer nenhuma força, saindo pelo orifício de saída. Todos os íons que tiverem velocidades diferentes ficarão sujeitos a uma força total diferente de zero e serão desviados da trajetória inicial, errando o orifício de saída. Controlando o campo elétrico E dentro do filtro, é possível selecionar a velocidade dos íons que podem passar por ele.

Por Domiciano Corrêa Marques da Silva
Graduado em Física