4. Abschnitt: Ablenkung von Ionen

Ein positiv geladenes Ion fliegt mit einer konstanten Anfangsgeschwindigkeit v_0,x in x-Richtung in den Kondensator hinein und bewegt sich zunächst orthogonal zur y-Richtung des in rot dargestellten elektrischen Feldes E .

An diesem Kondensator mit dem Plattenabstand d_y liegt die Spannung U_y mit der in der Abbildung angegebenen Polung an. Dadurch zeigt das E-Feld in negative y-Richtung und hat keine Komponente in x-Richtung.

Nach den Erläuterungen im Kapitel Beschleunigung von Ionen, wirkt auf diese Ladung nur eine Kraft F_y in negative y-Richtung, während die Bewegung in x-Richtung durch keine Kraft geändert wird und somit eine gleichförmige Bewegung darstellt. Damit ist die Geschwindigkeit v_x in x-Richtung konstant.

a) Die Geschwindigkeiten

In x-Richtung: 

    v_x = v_x,0 

da die Bewegung in x-Richtung gleichförmig ist, ändert sich die Geschwindigkeit nicht.

In y-Richtung:

    v_y =q•U_y /(  m_q•d_y) •Δt   

 da v_y,0 =0 ist. 

Ist das Ion negativ geladen, so bleibt der Betrag von  v_y gleich, nur die Richtung der Geschwindigkeit kehrt ihr Vorzeichen um. 

b) Die zurückgelegten Strecken in x- und y-Richtung

Die in der Zeit Δt des Durchflugs durch den Kondensator zurückgelegte Strecke in x-Richtung ist:

   s_x = v_x,0•Δt 

Die in der Zeit Δt des Durchflugs durch den Kondensator zurückgelegte Strecke in y-Richtung ist:

   s_y = ½·a_y •Δt²  

Mit der Beschleunigung 

   a_y = q•U_y  /(m_q•d_y )            (siehe Abb. oben, mit q der Ladung des Ions und m_q dessen Masse)

folgt für die in der Zeitspanne Δt zurückgelegte Strecke in y-Richtung:

Trägt das Ion eine negative Ladung q, so bleibt der Betrag von s_y  gleich, nur die Ablenkung geschieht in die andere Richtung.