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Niveau école ingénieur
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Electromagnétisme

Posté par
Melodie
08-11-13 à 22:24

Bonsoir,
Alors voici l'exercice sur lequel je bloque vraiment, je ne sais pas du tout par quoi commencer :/
J'espere que quelqu'un pourra me donner un piste de résolution

Merci

** image de l'énoncé scanné effacée **


Edit Coll : si tu veux de l'aide, merci de faire l'effort de recopier ton énoncé sur le forum     

Posté par
Taupiin
re : Electromagnétisme 09-11-13 à 15:41

Si tu recopies le sujet, je veux bien t'aider

Posté par
Melodie
re : Electromagnétisme 09-11-13 à 16:05

Mais il y a des formules assez complexes à écrire
je fais comment ?

Posté par
Taupiin
re : Electromagnétisme 09-11-13 à 16:09

Utilise Latex ou alors essaie de les ecrire sans

Posté par
Coll Moderateur
re : Electromagnétisme 09-11-13 à 16:10

Bonjour,



Posté par
Melodie
re : Electromagnétisme 09-11-13 à 16:17

Dans le modèle de Bohr de l'atome d'hydrogène, la distribution volumique des électrons
autour du noyau peut être assimilée à une densité de charge radiale de la forme ρ(r)=K*r*exp(-r/a)

1. Donner l'expression de la charge totale Q associée à cette distribution.
2. Quelle est la dimension de a ? Quel est son ordre de grandeur ?


Ce à quoi j'ai pensé :

dq = ρ(z) dτ (distribution volumique)  avec dτ = r^2 sinθ dθ dΦ dr

Mais apres j'ai du mal à faire l'intégrale triple .. :/
car je ne sais pas quelle sont les bornes de r, θ et Φ

Posté par
Taupiin
re : Electromagnétisme 09-11-13 à 16:21

Oui voila bah ensuite tu intègres entre 0 et R pour r, 0 et 2 pour (et est indépendant de r en plus ! )

Posté par
Melodie
re : Electromagnétisme 09-11-13 à 16:30

Je bloque toujours sur l'intégrale triple :S

Et en ce qui concerne la dimension de a c'est une longueur et ordre de grandeur = 10^-10 m ?

Posté par
Taupiin
re : Electromagnétisme 09-11-13 à 17:03

Tu es sure que ce n'est pas plutot K/r ?

Bref sinon, \iiint \rho d\tau=4\pi^2\int_{0}^{a}\rho dr=... (faire une iPP d'où mon interrogation sur la formule parce que faire 3 iPP ...)

NB : la charge Q représente la charge -e de l'unique électron gravitant autour du noyau de l'atome d'hydrogène, ce qui pourrait te permettre de calculer K.

Pour la constante, a représente le rayon de Bohr donc oui de l'ordre de 10^{-10}m

Posté par
Taupiin
re : Electromagnétisme 09-11-13 à 17:19

Détail :

\iiint \rho d\tau= \iiint_{\mathcal{V}} \rho(r) r^2\sin\theta dr d\theta d\phi=\int_{r=0}^R\rho(r)(\int_{\theta=0}^{2\pi}\sin\theta(\int_{\phi=0}^{2\pi}d\phi)d\theta)dr

Posté par
Taupiin
re : Electromagnétisme 09-11-13 à 17:32

Bon j'ai fait quelques erreurs dans mes formules excuse moi :

\iiint \rho d\tau=4\pi\int_{0}^{a}\rho dr

car :

\iiint \rho d\tau= \iiint_{\mathcal{V}} \rho(r) r^2\sin\theta dr d\theta d\phi=\int_{r=0}^R\rho(r)(\int_{\theta=0}^{\pi}\sin\theta(\int_{\phi=0}^{2\pi}d\phi)d\theta)dr

Explication : en coordonnées sphériques, lorsque \phi décrit [0,2\pi], et r décrit [0,R], il faut faire décrire [0,\pi] à \theta pour décrire tout le volume de la sphère. Essaie de faire un dessin c'est plus évident. Lorsque \phi décrit, à r fixé [0,2\pi] ton point décrit un cercle de rayon r donc il suffit uniquement, pour décrire toute la surface de la sphère de rayon r, que \theta décrive [0,\pi] et ensuite pour décrire tout le volume de la sphère de rayon R, il faut faire décrire [0,R] à r d'où la formule.

Posté par
Taupiin
re : Electromagnétisme 09-11-13 à 17:34

\iiint \rho d\tau= \iiint_{\mathcal{V}} \rho(r) r^2\sin\theta dr d\theta d\phi=\int_{r=0}^R\rho(r)r^2(\int_{\theta=0}^{\pi}\sin\theta(\int_{\phi=0}^{2\pi}d\phi)d\theta)dr

Enfin ...

Posté par
Melodie
re : Electromagnétisme 09-11-13 à 17:42

Je trouve -4*pi et pas 4*pi o.O

Posté par
Melodie
re : Electromagnétisme 09-11-13 à 17:46

et à la fin pour Q je trouve vraiment une expression bisarre : Q = 4*pi*K*a^2*exp(-1)



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