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Accélération d'une particule alpha

Posté par
Breaking-Bad
12-03-14 à 15:47

Une particule alpha (noyau d'hélium), produite par une source radioactive, est émise au voisinage d'un point A. La valeur de sa vitesse en A est négligeable, devant celle qu'elle peut atteindre en B.
Entre les points A et B règne un champ électrostatique uniforme qui permet l'accélération de la particule. le poids et les frottements sont négligeables lors de ce mouvement.

1. Donner l'expression de la charge q de la particule alpha, en fonction de la charge élémentaire e.


Je ne trouve pas cette expression.

2. Déterminer le signe des charges portées par les plaques 1 et 2 du condensateur, qui crée le champ électrostatique. En déduire alors le sens du vecteur champ électrostatique entre les plaques.


La plaque 1 est négative et la plaque 2 est positive. Le sens du vecteur champ électrostatique est donc de la plaque 1 à la plaque 2.

3. Établir l'expression du travail de la force électrostatique s'appliquant sur la particule alpha, se déplaçant entre A et B. Exprimer ce travail en fonction de q et de la tension U positive entre les deux plaques du condensateurs.

W = U * AB
Je ne sais pas comment l'exprimer en fonction de q

4. Sachant que la variation d'énergie potentielle électrique entre A et B est l'opposée du travail de la force électrostatique, donner son expression en fonction de q et U.

Je ne sais pas

5. La force électrique est une force conservatrice. Que peut-on dire de l'énergie mécanique de la particule alpha au cours du mouvement de A à B ?

Elle diminue.

6. Interpréter les transferts d'énergie que subit la particule au cours de son mouvement de A à B.

7. Déterminer alors l'expression de la vitesse vB acquise par la particule en B, en fonction de q, U et m, masse de la particule alpha.

8. Calculer vB

Données
: e 1.60*10-19 C, masse d'un nucléon mn 1.67*10-27 kg, U = 1.0 kV

Aidez moi SVP je n'y comprends rien !

Posté par
Coll Moderateur
re : Accélération d'une particule alpha 12-03-14 à 16:15

Bonjour,

Qu'est-ce qu'une particule ?
Quelle est sa composition ?

Qu'appelle-t-on charge élémentaire e ?
En conséquence, que vaut la charge q de la particule en fonction de e ?

Posté par
Breaking-Bad
re : Accélération d'une particule alpha 12-03-14 à 16:34

Une particule alpha est un atome d'Hélium
Elle est composée de 2 protons, 2 électrons

La charge élémentaire e est la charge que peut porter une particule
Je ne sais pas

Posté par
J-P
re : Accélération d'une particule alpha 12-03-14 à 16:34

1)
Un noyau d'hélium possède 2 protons, sa charge est donc de +2e : q = 2e
---
2)
Sans dessin, on ne sait pas quelle est la plaque 1, celle près de A ou celle près de B

Si la plaque 1 est celle près du point A, alors :
Plaque 1 positive.
Plaque 2 négative.
Sens de E : de plaque 1 vers plaque 2
---
3)

W = q.U
(avec q = 2e)
---
4)

Delta Ep = - q.U
(avec q = 2e)
---
5)

L'énergie mécanique sa la .... reste constante.
---
6)

En cours de mouvement, il y a transfert d'énergie potentielle vers énergie cinétique.
---
7)
q.U = (1/2).m.VB² (avec q = 2e)

VB = Racinecarrée(2q.U/m)
---
8)

VB = Racinecarrée(2q.U/m)
VB = Racinecarrée(4e.U/m)
avec m la masse de la particule alpha donc de 4 nucléons (2 protons et 2 neutrons)

VB = Racinecarrée(4*1,6.10^-19*1000/(4*1,67.10^-27))
VB = 3,1.10^5 m/s
-----
Sauf distraction.

Calculs non vérifiés.  

Posté par
Breaking-Bad
re : Accélération d'une particule alpha 12-03-14 à 16:42

Merci beaucoup ! Mais je comprends par le 5), elle reste constante ?

Posté par
Breaking-Bad
re : Accélération d'une particule alpha 13-03-14 à 14:21

Il y a quelque chose que je ne comprends pas. Comment trouves-tu q×U = 1÷2 m×v^2 ??



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