Exercices sur les champs: devoir ions dans champs, Exercices de Génie Physique
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Eleonore_sa1 April 2014

Exercices sur les champs: devoir ions dans champs, Exercices de Génie Physique

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Exercices de physique sur les champs :devoir ions dans champs. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: l'énergie cinétique en Joules et en eV, La tension entre les armatures, la tension Uo pour que les ions.
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691-Champs : Devoir ions dans champs

. QUESTION 1 11 Des ions positifs 68Zn2+ et 70Zn2+ sont obtenus dans une chambre d'ionisation C avec une vitesse négligeable. Ils sont accélérés entre C et une cathode K grâce à une tension Uo = 2,50kV. Le poids des ions est considéré comme négligeable. Montrer que les deux types d'ions arrivent devant la fente O de la cathode K avec la même énergie cinétique. 12 Calculer cette énergie cinétique en Joules et en eV. 13 Calculer les vitesses v1 et v2 avec lesquelles les ions arrivent en O. QUESTION 2 21 Plus loin, les ions pénètrent en O' dans le champ électrique homogène créé par un condensateur- plan d'une longueur L = 10cm. Le champ E est perpendiculaire aux vecteurs-vitesse v1 et v2. Montrer que l'équation de la trajectoire est y(x) = E.(4Uo)-1.x2 22 Montrer qu'il n'est pas possible de séparer les ions de cette façon. 23 La tension entre les armatures A et B est UAB = 1,25kV. Calculer la distance d qui les sépare pour que les ions frôlent B' en sortant du condensateur. QUESTION 3 31 Le condensateur est retiré. Les ions pénètrent cette fois en O' dans un champ magnétique homogène B = 0,1T, perpendiculaire à v1 et v2. Montrer que dans le champ B la trajectoire des ions est circulaire. 32 Exprimer le rayon R de la trajectoire en fonction de la charge q, de la masse m, de B et de Uo. Montrer que la séparation des ions est possible par cette méthode. 33 Calculer la tension Uo pour que les ions 68Zn2+ sortent par la fente F après avoir décrit un quart de cercle de rayon R = 30cm. Données : Charge élémentaire e = 1,6.10-19 C Unité de masse atomique u = 1,66.10-27 kg

Barème : 2 - 2 - 2 - 4 - 2 - 3 - 3 - 4 - 3 / 25 points Durée : 55 min 

   

 

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