On prendra pour charge de l'électron q=-e=-1,6.10-19C et pour masse de l'électron m=9,1.10-31kg.
1. Un faisceau d'électron est émis par une cathode C, avec une vitesse pratiquement nulle.Ce faisceau d'électron est accéléré par une tension U1 appliquée entre la plaque P et la cathode C
a. Déterminer le signe de U1=Vp-Vc et le sens du champ électrique E1 existant entre la plaque P et la cathode C.
b .Quelle est la nature du mouvement d'un électron entre Cet P?
c .Calculer la tension U1 pour que les électrons arrivent sur la plaque P avec la vitesse V1=25000km/s.
2. La plaque P est percée d'un trou laissant passer les électrons. Ces électrodes, en faisceau homocinétique, pénètrent à la vitesse V1, suivant l'axe horizontal Ox, dans un déflecteur électrostatique constitué de deux armature A et B D'un condensateur plan.
soient d, la distance entre les deux armatures, l, leur longueur, D, la distance du centre I du condensateur à l'écran fluorescent, U=Va-Vb supérieure à 0, la tension entre les armatures et E le champ électrique qui règne entre les armatures.
On donne: U=100V ; D=0,4m ; l=0,1m ; d=2,5cm.
a. Déterminer l'équation de la trajectoire d'un électron entre les armatures. En déduire la nature du mouvement.
Que veut la déviation verticale h du faisceau à la sortie du déflecteur?
b. Déterminer les coordonnées du point S par lequel le faisceau d'électrons sort du condensateur. que veut la déviation verticale h du faisceau à la sortie du déflecteur?
c. Déterminer la déviation angulaire en fonction de V1, e, m, E, et l puis faire l'application numérique.
d. Déterminer la vitesse Vs de sortie d'un électron.
e. Montrer que la déviation linéaire H sur l'écran n'est fonction ni de la masse ni de la charge de l'électron.
f. Qu'elle est la vitesse d'un électron à son arrivé sur l'écran fluorescent?
3. La chambre a vide associée au déflecteur électrostatique constitue un tube électronique expérimental dont la déflexion ( ou déviation) verticale h peut être réglé à partir de la tension accélératrice U1.
a. Montrer que la déviation verticale h à la sortie du condensateur est fonction de U1, l, et E.
b. Montrer que les électrons ne peuvent sortir de l'espace entre les armatures (du coté de l'armature A) que pour un champ électrique E inférieur ou égal 2U1d/l au carré. Calculer dans ce cas la valeur maximum Umax de la tension U.