II.12. Ein Filter für Geschwindigkeiten

Ein Filter für Geschwindigkeiten
Nachdem den zweiten Magneten auch Ionen mit einer anderen Masse als 14
passieren können, benötigt man eine weitere Vorrichtung um andere Ionen vom
14
C abzutrennen.
Damit Ionen mit anderer Masse als 14 durch den Magneten hindurchkommen
müssen sie andere Energien haben als die 14C-Ionen. Damit haben sie aber auch
andere Geschwindigkeiten und können deshalb vom 14C getrennt werden.
Dazu durchfliegen die Ionen ein sogenanntes Wien-Filter*, das aus einem
elektrischen Feld und einem dazu senkrechten Magnetfeld besteht. Beide Felder
üben eine Kraft auf die Ionen aus, wobei beide Kräfte entgegengesetzte
Richtungen haben:
Elektrisches Feld:
Fel .  q
Fel......elektrische Kraft
 .......elektrische Feldstärke
q........Ladung des Ions
Magnetfeld:
Fmag.  qvB
(Lorentzkraft)
Fmag....magnetische Kraft
q ........Ladung des Ions
v ........Geschwindigkeit des Ions
B........magnetische Feldstärke
Die Lorentzkraft steht senkrecht auf das Magnetfeld und ist der Kraft vom
elektrischen Feld entgegengerichtet. Nur für Ionen einer bestimmten
Geschwindigkeit sind die entgegengesetzten Kräfte gleich groß und heben
einander auf.
Fel .  Fmag.
=>
 q  qvB
=>

v
B
Ionen mit anderer Geschwindigkeit werden nach der einen oder anderen Seite
abgelenkt. Man kann die Felder nun so einstellen, daß nur Ionen mit der
Geschwindigkeit, die 14C haben muß, das Wien-Filter durchfliegen können.
* benannt nach Wilhelm WIEN (1864-1928) einem deutschen Physiker