Massenspektrograph

Mit einem Massenspektrographen kann man die Masse von elektrisch geladenen Teilchen bestimmen.
Um das Messen zu erleichtern, kann man einen Geschwindigkeitsfilter vor den Massenspektrographen setzen, da der Radius der Kreisbahn nicht nur von der Masse, sondern auch von der Geschwindigkeit abhängt.

Auf der Abbildung kann man sehen, dass Ionen (hier Anionen) aus einer Ionenquelle austreten und durch das elektrische Feld eines Kondensators, an dem die Beschleunigungsspannung U anliegt, geradlinig beschleunigt werden.
Durch ein homogenes Magnetfeld wirkt auf die Elektronen die Lorentzkraft, sodass sie auf eine Kreisbahn gelenkt werden.
Dadurch, dass sich die Elektronen auf einer Kreisbahn befinden, ist die Lorentzkraft vom Betrag genauso groß wie die Radialkraft.

Die Geschwindigkeit lässt sich durch Gleichsetzen der Formeln für die kinetische Energie mit der Formel für die kinetische Energie von Elektronen im elektrischen Feld bestimmen:

Setzt man die Formel für die Geschwindigkeit in die Formel für die Masse ein, so erhält man:

Um die spezifische Ladung zu bestimmen, kann man die Formel nach e/m umstellen: