[CAT] El laboratori de llum de sincrotró ALBA es la major
infraestructura científica d'Espanya. El seu feix de raigs-X de
gran intensitat es fa servir per a la investigació de molècules i
materials.
Per a crear aquest feix de llum, primer es crea un feix
d'electrons, que s'accelera fins a una energia d'uns 3000 MeV. Amb
aquesta energia els electrons assoleixen velocitats properes a la
de la llum. No poden anar més ràpid ja que, tal i com va explicar
Einstein a la seua teoria de la relativitat, cap partícula amb
massa pot arribar a la velocitat que te la llum al buit (c).
Aquests electrons s'acumulen a un anell d'emmagatzematge de 42.8
metres de radi (R), on els electrons es fan girar contínuament
mitjantçant 32 imants de curvatura. Quan una partícula carregada es
corba es veu sotmesa a una acceleració que fa que la partícula
radie una llum, que es diu de sincrotró.
Tot i això, a ALBA no es fa servir la llum creada als imants de
curvatura, sinó que, a 7 punts de l'anell, s'han col·locat wigglers
i onduladors magnètics que generen una llum de sincrotró molt més
intensa i monocromàtica. És el que es diu llum de sincrotró de
tercera generació.
A aquests punts o línies de llum es fan servir els raigs X per a
diferents aplicacions com microscòpia nano-mètrica o
cristal·lografia de raigs X. Aquestes aplicacions tenen resolució
nano-mètrica, el que permet veure les estructures moleculars de
virus, proteïnes i cristalls. Aquestes resolucions espacials tan
acurades s'obtenen gràcies a que la longitud d'ona dels raigs X és
de l'ordre dels nano-metres.
Per obtindre les coordenades hauràs de fer alguns càlculs:
| A: |
Si la teoria de Einstein no fora certa i ens basarem en la
teoria newtoniana, a quantes vegades per damunt de la velocitat de
la llum viatjarien els electrons de 3000 MeV?
(v = A*c) |
| B: |
De quants militesla ha de ser el camp magnètic dels imants per
a corbar els electrons que van a quasi la velocitat de la
llum?
|
| C: |
En un experiment es fan servir raigs X de 20 nm (l). Fent
servir l'equació d'Einstein de l'efecte fotoelèctric, calcula de
quants eV són aquests raigs X.
(E = C eV) |
[CAS] El laboratorio de luz de sincrotrón ALBA es la mayor
infraestructura científica de España. Su haz de rayos-X de gran
intensidad se utiliza para la investigación de moléculas y
materiales.
Para crear este haz de luz, primero se crea un haz de
electrones, que se acelera hasta una energía de unos 3000 MeV. Con
esta energía los electrones alcanzan velocidades próximas a la de
la luz. Pero sin llegar a superarla, ya que tal y como explicó
Einstein en su teoría de la relatividad, ninguna partícula con masa
puede llegar a igualar la velocidad de la luz en el vacío (c).
Estos electrones se acumulan en un anillo de almacenamiento de
42.8 metros de radio (R), donde se hacen girar los electrones
continuamente mediante 32 imanes de curvatura. Cuando una partícula
cargada se curva, ésta se ve sometida a una aceleración que hace
que la partícula radie la llamada luz de sincrotrón.
Aun así, en ALBA no se utiliza la luz creada en los imanes de
curvatura, sino que, en 7 puntos del anillo, se han colocado
wigglers y onduladores magnéticos que generan una luz de sincrotrón
mucho más intensa y monocromática. Es lo que se llama luz de
sincrotrón de tercera generación.
En estos puntos o lineas de luz se utilizan los rayos-X para
diferentes aplicaciones como microscopía nanométrica o
cristalografía de rayos X. Estas aplicaciones tienen resolución
nanométrica, lo que permite ver las estructuras moleculares de
virus, proteínas y cristales. Estas resoluciones espaciales tan
precisas se obtienen gracias a que la longitud de onda de los
rayos-X es de solo algunos nanómetros.
Para obtener las coordenadas tendrás que hacer algunos
cálculos:
| A: |
Si la teoría de Einstein no fuese cierta y nos basásemos en la
teoría newtoniana, a cuantas veces por encima de la velocidad de la
luz viajarían los electrones de 3000 MeV?
(v = A*c) |
| B: |
De cuantos militestas debe ser el campo magnético de los imanes
para curvar los electrones cuando estos van casi a la velocidad de
la luz?
|
| C: |
En un experimento se utilizan rayos-X de 20 nm (l). Utilizando
la ecuación de Einstein del efecto fotoeléctrico, calcula de
cuantos eV son estos rayos-X.
(E = C eV) |
[ENG] The synchrotron light lab ALBA is the biggest Spanish
scientific infrastructure. Its high intensity X-ray beam is used
for molecules and materials research.
To create this light beam, first an electron beam is created and
accelerated up to an energy of 3000MeV. At that energy, the
electrons reach velocities near to the light velocity. But as
Einstein explained in it's relativity theory, massive particles can
never reach the light velocity in vacuum (c).
Those electrons are accumulated in an storage ring of 42.8
meters of radius (R), where they are driven through all the time by
32 bending magnets. When a charged particle is bended it has an
acceleration that makes the particle to radiate the so called
synchrotron light.
However, ALBA does not use the light produced at the bending
magnets but the one generated at 7 different points by wigglers and
magnetic undulators. This light, much more intense and
monochromatic, is the so called third generation synchrotron
light.
At those points or light lines the X-rays are used for different
applications as nanometric microscopy or X-ray crystallography.
These applications have a nanometric resolution that allows one to
see the molecular structures of virus, proteins and crystals. Such
accurate spacial resolutions are reached because the X-ray wave
length is only of the order of some nanometers.
Now, to get the coordinates you will have to do some
calculations:
| A: |
If the Einstein theory where wrong and we would base the
calculations on the Newtonian theory, how many times above the
light velocity would travel the electrons of 3000 MeV?
(v = A*c) |
| B: |
How many militesla must the magnetic field be in order to bend
these electrons flying near to the light velocity?
|
| C: |
At one experiment, X-rays of 20 nm (l) are used. With the help
of the Einstein's photoelectric equation, calculate how many eV is
the energy of these X-rays.
(E = C eV) |
| Electron Mass: M = 0.511 MeV/c/c |
| h*c = 1240 eV nm |
N 41° 29.(A+12)'
E 02° 06.(5*B-6*C+2)'
|
