Stråle av elektroner som beveger seg i en sirkel i et Teltronrør, på grunn av tilstedeværelsen av et magnetfelt. Lilla lys sendes ut langs elektronbanen på grunn av at elektronene kolliderer med gassmolekyler i pæren. Masse-til-ladningsforholdet til elektronet kan måles i dette apparatet ved å sammenligne radien til den lilla sirkelen, styrken til magnetfeltet og spenningen på elektronpistolen. Massen og ladningen kan ikke måles separat på denne måten - bare forholdet.

Masse-til-ladningsforholdet (m/Q) er en fysisk størrelse som er mest brukt i elektrodynamikken til ladede partikler, f.eks. innen elektronoptikk og ionoptikk. Det fremkommer også i de vitenskapelige feltene elektronmikroskopi, katodestrålerør, akseleratorfysikk, kjernefysikk, Auger-elektronspektroskopi, kosmologi og massespektrometri. Viktigheten av masse-til-ladningsforholdet, i henhold til klassisk elektrodynamikk, er at to partikler med samme masse-til-ladningsforhold beveger seg i samme bane i et vakuum, når de utsettes for de samme elektriske og magnetiske feltene. SI-enhetene er kg/C. I sjeldne tilfeller har thomson blitt brukt som enhet innen massespektrometri.

Noen disipliner bruker i stedet **ladnings-til-masseforholdet** (Q/m), som er det multiplikative inverse av forholdet mellom masse og ladning. Den anbefalte CODATA-verdien for et elektron er {\displaystyle {Q \over m}=-1.75882001076(53)\cdot 10^{1}1C\cdot mg^{-1}}

Opprinnelse
-----------

Når ladede partikler beveger seg i elektriske og magnetiske felt, gjelder følgende to lover:

|  |  |  |
| --- | --- | --- |
| {\displaystyle \mathbf {F} =Q(\mathbf {E} +\mathbf {v} \times \mathbf {B} ),} |   | (Lorentz-kraft lov) |
| {\displaystyle \mathbf {F} =m\mathbf {a} =m{\frac {\mathrm {d} \mathbf {v} }{\mathrm {d} t}}} |   | (Newtons andre lov om bevegelse) |

hvor {\displaystyle F} er kraften som er påført ionet, {\displaystyle m} er massen til partikkelen, a er akselerasjonen, {\displaystyle Q} er den elektriske ladningen, {\displaystyle E} er det elektriske feltet, og {\displaystyle \mathbf {v} \times B} er kryssproduktet til ionets hastighet og magnetisk flukstetthet.

Denne differensialligningen er den klassiske bevegelsesligningen for ladede partikler. Sammen med partikkelens utgangsbetingelser, bestemmer den helt partikkelens bevegelse i rom og tid når det gjelder m/Q. Dermed kan massespektrometere betraktes som "masse-til-ladning spektrometre". Når du presenterer data i et massespektrum, er det vanlig å bruke det dimensjonsløse m/z, som betegner den dimensjonsløse størrelsen dannet ved å dele massetallet til ionet med dets ladetall.

Kombinere de to tidligere ligningene gir:

{\displaystyle \left({\frac {m}{Q}}\right)\mathbf {a} =\mathbf {E} +\mathbf {v} \times \mathbf {B} }.
Denne differensialligningen er den klassiske bevegelsesligningen til en ladet partikkel i vakuum. Sammen med partikkelens utgangsbetingelser bestemmer den partikkelens bevegelse i rom og tid. Det avslører umiddelbart at to partikler med samme m/Q-forhold oppfører seg på samme måte. Dette er grunnen til at forholdet mellom masse og ladning er en viktig fysisk størrelse i de vitenskapelige feltene der ladede partikler samhandler med magnetiske eller elektriske felt.

Symboler og enheter
-------------------

Det IUPAC anbefalte symbolet for masse og ladning er henholdsvis m og Q, men bruk av små bokstaver q for ladning er også veldig vanlig. Ladning er en skalaregenskap, noe som betyr at den kan være enten positiv (+) eller negativ (-). Coulomb (C) er SI-ladningsenheten; imidlertid kan andre enheter brukes, for eksempel å uttrykke ladning i form av den grunnleggende ladningen (e). SI-enheten til den fysiske mengden m/Q er kilogram per coulomb.

### Massespektrometri og m/z

Utdypende artikkel: Massespektrometri

Enhetene og notasjonen ovenfor brukes når det gjelder fysikk av massespektrometri; imidlertid brukes m/z-notasjonen for den uavhengige variabelen i et massespektrum. Denne notasjonen letter datatolkningen, siden den er numerisk mer relatert til den enhetlige atommasseenheten. For eksempel, hvis et ion bærer en ladning, er m/z numerisk ekvivalent med molekyl- eller atommassen til ionet i enhetlige atommasseenheter (u), der den numeriske verdien av m/Q er abstrus. M refererer til molekyl- eller atommassetallet og z til ladningstallet til ionet; imidlertid er mengden m/z per definisjon dimensjonsløs. Et ion med en masse på 100 u (enhetlige atommasseenheter) (m = 100) som bærer to ladninger (z = 2) vil bli observert ved m / z = 50. Den empiriske observasjonen m/z = 50 er imidlertid en ligning med to ukjente og kunne ha oppstått fra andre ioner, for eksempel et ion med masse 50 u som bærer en ladning. Dermed utleder m/z av et ion alene ikke masse eller antall ladninger. Ytterligere informasjon, slik som masseavstanden mellom masse-isotopomerer eller forholdet mellom flere ladetilstander, er nødvendig for å tilordne ladetilstanden og utlede massen til ionet fra m/z. Denne tilleggsinformasjonen er ofte, men ikke alltid tilgjengelig. Dermed brukes m/z primært til å rapportere en empirisk observasjon i massespektrometri. Denne observasjonen kan brukes sammen med andre bevis for å deretter utlede de fysiske egenskapene til ionet, som masse og ladning.

Referanser
----------

1. 1 2 3 4 5  Nič, Miloslav, red. (12. juni 2009). «mass-to-charge ratioin mass spectrometry, mz». *IUPAC Compendium of Chemical Terminology* **(engelsk)**. IUPAC. ISBN 978-0-9678550-9-7. doi:10.1351/goldbook.m03752. Besøkt 16. februar 2021.
2. ↑  «CODATA Value: electron charge to mass quotient». *physics.nist.gov*. Besøkt 16. februar 2021.
3. ↑  *Quantities, units, and symbols in physical chemistry* (2nd ed utg.). Oxford: Blackwell Scientific Publications. 1993. s. 4. ISBN 0-632-03583-8. OCLC 27011505. CS1-vedlikehold: Ekstra tekst (link)
4. ↑  *Quantities, units, and symbols in physical chemistry* (2nd ed utg.). Oxford: Blackwell Scientific Publications. 1993. s. 14. ISBN 0-632-03583-8. OCLC 27011505. CS1-vedlikehold: Ekstra tekst (link)

Eksterne lenker
---------------

* (en) Mass-to-charge ratio – kategori av bilder, video eller lyd på Commons Rediger på Wikidata

| * v
* d
* r
Massespektrometri |
| --- |
| 
* Masse
* *m*/*z*
* Massespektrum

 |
| Ionekilder | 
* AMS
* APCI
* APLI
* CI
* DAPPI
* DART
* DESI
* DIOS
* EESI
* EI
* ESI
* FAB
* FD
* GD
* IA
* ICP
* LAESI
* MALDI
* MALDESI
* MIP
* PI
* PTR
* SESI
* SIMS
* SS
* SSI
* SELDI
* TI
* TS

 |
| Masseanalysator | 
* Sektor
* Wien-filter
* Flyveti
* Kvadrupol massefilter
* Kvadrupol ionefelle
* Penning-felle
* FT-ICR
* Orbitrap

 |
| Detektor | 
* Elektronmultiplikator
* Mikrokanalplate detektor
* Daly detektor
* Faraday-kopp
* Langmuir–Taylor detektor

 |
| MS-kombinasjon | 
* MS/MS
* QqQ
* Hybrid MS
* GC/MS
* LC/MS
* IMS/MS
* CE-MS

 |
| Fragmentering | 
* BIRD
* CID
* ECD
* EDD
* ETD
* HCD
* IRMPD
* NETD
* SID

 |
| 
* Commons-side **Commons**

 |

|  |  |
| --- | --- |
| Oppslagsverk/autoritetsdata | Encyclopædia Britannica
 |