Exercices sur les champs: devoir hélion dans un champ magnétique, Exercices de Génie Physique
Eleonore_sa
Eleonore_sa1 April 2014

Exercices sur les champs: devoir hélion dans un champ magnétique, Exercices de Génie Physique

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Exercices de physique sur les champs : devoir hélion dans un champ magnétique. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: la masse m, les ions circulaires, les trajectoires respectives.
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695-Champs : Devoir hélion dans un champ magnétique

. On se propose de séparer des noyaux correspondant aux isotopes 3 et 4 de l'hélium, c'est-à-dire: * des ions 3He2+ de masse m3 = 5.10-27 kg et de charge q = 2.1,6.10-19 C * et des ions 4He2+ de masse m4 = 6,7.10-27 kg et de charge q = 2.1,6.10-19 C. Ces noyaux pénètrent dans un accélérateur linéaire, avec une vitesse quasi nulle. Ils y sont accélérés sous une tension U = VE - VS = 10000 V appliquée entre les deux plaques parallèles E et S constituant les extrémités de l'accélérateur. Ils quittent l'accélérateur par le trou s pratiqué dans S avec la vitesse vS, perpendiculairement à la plaque de sortie, et entrent dans le déviateur magnétique. Dans ce dernier, ils sont soumis à un champ magnétique uniforme B = 0,5 T, perpendiculaire au vecteur vitesse vS. 1 En précisant le raisonnement, établir la relation liant la vitesse vS à la sortie s de l'accélérateur aux grandeurs q, U et à la masse m. 2 Calculer les vitesses v3 et v4 respectives des noyaux en S. 3 Montrer que, dans le déviateur magnétique, la norme de la vitesse reste constante. 4 Montrer que les trajectoires suivies alors par les ions sont circulaires. 5 A partir de la force magnétique agissant sur la charge, établir la relation donnant le rayon R de la trajectoire en fonction de la vitesse initiale vS, de m, q et B. 6 Calculer les rayons R3 et R4 des trajectoires respectives. Barème: 4 - 2 - 4 - 4 - 4 - 2 ..... / 20 pts Durée: 35 min

   

 

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