Mouvement d`une particule chargée dans des champs électriques et

MOUVEMENT DE PARTICULES CHARGÉES
1
Action d’un champ magnétique sur un proton ou un
électron
Un électron et un proton de même énergie cinétique décrivent des trajectoires circulaires dans
un champ magnétique uniforme. Comparer :
1. leur vitesse,
2. le rayon de leur trajectoire,
3. leur période.
2
Miroir magnétique
Un électron pénètre en A avec une vitesse
initiale ~v0 dans la zone grisée où règne un
~ uniforme et stationchamp magnétique B
naire.
Tracer la trajectoire de l’électron et justifier
la dénomination de ce dispositif.
3
Sélecteur d’isotopes
Des particules de charge q > 0 pénètrent avec une
vitesse ~v dans un espace où règne un champ électrique uniforme, créé par deux plaques conductrices chargées distantes de d. La d.d.p entre les
plaques est U . Il règne aussi dans le même espace
un champ magnétique uniforme orthogonal à ~v .
1. Montrer que pour une valeur particulière v0
~ les
de k~v k et en choisissant le sens de B,
particules peuvent avoir un mouvement rectiligne uniforme et passer par la fente F .
A.N : B = 0, 10 T ; E = 1, 0.104 V.m−1 .
2. Le faisceau est constitué d’ions 42 He2+ et 32 He2+ , de masses respectives m1 = 6, 6.10−27 kg
et m2 = 5, 0.10−27 kg. Ces ions avant d’arriver dans le dispositif, ont été accélérés à partir
d’une vitesse négligeable, sous une même tension U0 (le dispositif d’accélération n’est
pas représenté sur le schéma). Montrer qu’en choisissant convenablement la d.d.p. U
entre les deux plaques, on peut recueillir l’un ou l’autre des isotopes en F .
A.N : U1 = 100 V permet de recueillir 42 He2+ , quelle valeur U2 de U permet de recueillir
2+
3
?
2 He
q
1
Réponse : U2 = m
U = 115 V.
m2 1