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 Aavec une vitesse
initiale ~v0dans la zone grisée où règne un
champ magnétique ~ Buniforme et station-
naire.
Tracer la trajectoire de l’électron et justifier
la dénomination de ce dispositif.
3 Sélecteur d’isotopes
Des particules de charge q > 0pénètrent avec une
vitesse ~v dans un espace où règne un champ élec-
trique uniforme, créé par deux plaques conduc-
trices 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
de k~vket en choisissant le sens de ~ B, les
particules peuvent avoir un mouvement rec-
tiligne uniforme et passer par la fente F.
A.N : B= 0,10 T ; E= 1,0.104V.m−1.
2. Le faisceau est constitué d’ions 4
2He2+ et 3 2He2+, 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 4
2He2+, quelle valeur U2de Upermet de recueillir
3
2He2+ ?
Réponse : U2=qm1
m2U1= 115 V.