4.9 - e Physique nucléaire

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4.9 Énergie potentielle U associés à un groupement de
charges ponctuelles
+ +
r
J
,rqkq
UAu
Au
α
α
=
Cette relation permet de calculer
l’énergie potentielle associée à deux
charges ponctuelles.
Elle permet également de connaître la distance
minimale arrêt entre les deux charges.
fi UK =
Connaissant l’énergie cinétique
au départ, nous avons à cet
endroit
Rappel:

2
4.9 et 4.3 Énergie potentielle U associés à un groupement
de charges ponctuelles
+ +
r
En 1970, dans les laboratoires de physique
nucléaire, on a bombardé des atomes de
Plomb Pb(82) avec des atomes de Zing Z(30)
ionisées une fois dans le but de créer des
atomes artificiels bizarres, super lourds et
instables avec Z=112.
La grosseur des noyaux de ces atomes fait en
sorte qu’ils entrent en contact lorsque la
distance qui les séparent est de 1,5x10-12 m .
a) Si l’on utilisait un accélérateur Van de Graaff, quel devrait
être le potentiel minimal de la sphère de l’accélérateur , pour que
ces atomes entrent en collision ?
Exemple de question d’examen
Z Pb

3
4.9 et 4.3 Énergie potentielle U associés à un groupement
de charges ponctuelles
)3()2( fi UK =
+ +
r
Solution possible:
Point de départ, le principe de
conservation de l’énergie, nous
avons
Situation:
Problème: Je cherche V de la sphère du Van de Graaff.
Van de Graaff
(1)
(3)
(2 )
Accélérateur Van de Graff

4
4.9 et 4.3 Énergie potentielle U associés à un groupement
de charges ponctuelles
)3()2( fi UK =
+ +
r
J )3(
,rqkq
UPbZn
PBZn =
Selon ce principe de conservation
nous avons
J 1078,3
105,1 )106,1(8230109
)2( 13
12
2199
−
−
−
== x
xxxxxx
Ki
MeVKi36,2)2( =
1MeV = 1,6x10-13 J
(3)

5
4.9 et 4.3 Énergie potentielle U associés à un groupement
de charges ponctuelles
)1())1(()1()2( qVVqUK
ii
=∆==
MeVK
i
36,2)2(
=
MV
e
MeV
q
K
Vi 36,2
36,2
)2(
)1( ===∆
+ +
r
MV 36,2=∆V
D’après mes calculs, il faut que le
potentiel de la sphère ait une valeur
minimale.
Résultat probable:
Justification : Principe de conservation de l’énergie mécanique
Énergie potentielle électrique
Potentiel électrique
∆V(1) de la sphère Ionisé une fois, q = e