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Chambre d'ionisation
Bonjour
Énoncé:
Une chambre d ionisation produit des ions chlorure et
de masse respectives m1 et m2 .leur poids est négligeable devant les forces électrostatiques et magnétiques qu ils subissent. Les ions sortent en T sans vitesse initiale dans une chambre d ionisation ou ils sont soumis a l action d un champ électrostatique Eo créé par une tension Uo=VM-VN, on désignera par v1 et v2 les vecteurs vitesses respectives des ions chlorure
en T'
1/ représenter Eo ,justifier. En déduire le signe de la tension Uo
2/ déterminer l expression de la vitesse v1 en fonction Uo, e,m1 et celle de v2 en fonction Uo,e,m2
3/ montrer que v2=1,03 v1, (on donne m1=35u, m2=37u)
4/ les ions entre ensuite dans un sélecteur de vitesse limité par les plaques P et Q distantes de d.ils sont alors soumis a l action simultanée d un champ électrostatique E créé par une tension positive U=Vp-VQ et un champ magnétique B1 orthogonal a v1,v2 et E.
On règle la tension U pour que seuls les ions aient un mouvement rectiligne uniforme suivant l axe (x'x)
4/1 représenter les champs E et B1 puis la force électrostatique Fe et magnétique FM
4/2 établir l expression de la tension U en fonction de B1 , v1 et d
4/3 comparer les intensités des forces Fm1 et Fm2 que subissent respectivement des ions chlorures et
En déduire le sens de déviation des ions chlorure
5/ les ions chlorures sortent du sélecteur de vitesse en 0 et traversent une zone étroite de largeur l ou régné un champ magnétique uniforme B2 orthogonal au plan de la figure.
Les ions sortent du champ B2 au point S et sont recueillis sur un écran E place perpendiculaire a l axe (x'x) et a la distance D du point O.
5-1) indiquer le sens de B2
5-2) les ions chlorures ayant un mouvement circulaire uniforme , donner sans démonstration l expression du rayon de leur trajectoire en fonction de m1,v1,l et B2.
5/3 en faisant les approximations suivants l<<D et tan a=a .établir l expression de la deviation Ym des ions sur l écran en fonction de D, e,m1, v1 ,l,B2.calculer Ym.
On donne:
D=40 cm ,l=1 cm, e=1,6*10^-19 C , B2=0,1 T ,m1=5,81*10^26 kg
v1=5,25*10^4 m/s
***Titre changé***
Question 1
Le signe de la tension Uo est positive.
Question 2
Application du théorème de l énergie cinétiques
∆EC=w(Fe)
V1=
(
)
De même
v2=(
Question 3
V1=0,945 V2
Mon application numérique est différent de celle de l énoncé
J aimerais savoir ou j ai fausse
Bonsoir,
La première chose à faire est de corriger les nombreuses erreurs présentes dans ton énoncé.
Une fois ces erreurs corrigées tu devrais pouvoir obtenir que le rapport des vitesses des particules est égal à racine (37/35) 
1,03
Par exemple dans le paragraphe d'introduction qui décrit la production et l'accélération d'ions identiques de manière en partant du repos de leur donner des vitesses différentes.
Question 5.2 : Le rayon de la trajectoire dépend il vraiment de la largeur "l" du champ magnétique (que selon mon habitude je noterai " L ") ?
A toi de continuer. Tu disposes, ce qui n'est pas mon cas, du texte original et c'est ton boulot et pas le mien de faire la chasse aux erreurs !
Bonjour,
Titre mal choisi, flood (plusieurs messages pour poster son énoncé et ses pistes), images non cadrées, etc. => exclusion 2j.
Mon propos ne s'adresse pas qu'à ce sujet.
Je t'avais maintes fois prévenu ...
Question 3
m1=37 u,et m2=35 u
Je crois que il n y a plus d erreur car j ai bel et bien recopier l énoncé
Et pourtant ....
De la ligne 1 à 5 l'énoncé parle de ( Je cite ) :
et ....
Et puis à la dernière ligne la masse d'un ion chlorure est égale à plusieurs centaines de milliers de milliards de milliards de kg !
Si tu as recopié ces erreurs c'est donc qu'elles se trouvaient dans l'énoncé d'origine.
Oui, les erreurs se trouve dans l énoncé d origine.
S il vous plaît ,vous pourriez quand même proposer quelques choses pour qu on puisse terminer l exercice
OK
Question 1 :
Tu inventes dans ta justification que U0 = VM - VN est positif.
Inventer n'est pas justifier.
A ton avis, la force électrique qui agit sur les ions chlorure est elle dirigée de T vers T' ou au contraire de T' vers T ?
Pourquoi ?
Selon moi
elle est dirigée de T' vers T
Comme ,Uo=VM-VN>0
VM>VN, donc Eo est orienté de M vers N et la charge étant négatif Eo et Fe sont de sens contraire .donc Fe est orienté de T' vers T
Une fois de plus je constate que tu ne tiens aucun compte de mes observations.
Au lieu de t'entêter (malgré mon post du 07-02-20 à 18:32) à affirmer que VM - VN > 0 ne vaudrait il pas mieux réfléchir ?
Puisque les ions Cl- sont accélérés depuis T vers T' dans quel sens est la force qui provoque cette accélération ?
Et ... merci de ne pas répéter une troisième fois que VM-VN > 0 !!!!!
Nous sommes d'accord !
Que peut on en déduire au sujet du sens du champ électrique et par suite au sujet du signe de U0 ?
Comme la charge étant positif ,cela veut dire que Fe et E sont de même sens .donc E est orienté de M vers N
Ce qui implique que
VM>VN
Comme la charge étant négatif, cela veut dire que Fe et E sont de sens contraire.
Donc E est orienté de N vers M
Pour cela on peut donc écrire
VM<VN
VM-VN<0
Uo<0
Donc le signe de Uo est negatif
Vu qu'il y'a accélération alors la force Fe est orientée de N vers M et la charge négative de Cl- conduit E à un sens contraire et en utilisant la relation E=U/d on peut justifier que U est orienté de M vers N ainsi VM>VN ~~ VM-VN>0
Uo>0
@moussolony
Oui
En effet q(Cl-) < 0 implique que le champ électrique est dirigé en sens inverse de la force électrique donc dirigé de N vers M
On a donc VN > VM et U0 = VM -VN < 0
L'énoncé indique que les ions ont un mouvement rectiligne uniforme.
Cela permet de trouver la direction et le sens de la force magnétique, puis d'en déduire la direction et le sens du champ magnétique.
D après l énoncé ,les ions chlorures ont un mouvement rectiligne uniforme.
Comme cela permet de trouver la direction et le sens de la force magnétique.
Direction de la force magnétique : suivant l axe (x'x)
Sens de la force: de la gauche vers la droite
Non.
Je répète que le mouvement des ions concernés est rectiligne et uniforme.
Qu'est ce que cela implique pour les forces qui s'exercent sur ces ions ?
Plus exactement, la somme des forces qui s'exerce est nulle.
Effectivement, s'il n'y a que deux forces alors elles sont opposées.
A toi de rectifier ton schéma en conséquence.
On y est presque ....
a) La force électrique et le force magnétique doivent s'appliquer au même endroit sur un ion chlorure.
b) Le sens du champ magnétique est faux .
Question 4/2
Comme la vitesse des particules n est pas déviés.
On aura donc
V1=(E)/B1
V1=U/d*B1
U=V1*d*B1
Le résultat que tu as obtenu est exact.
En revanche, il semble que comme toujours, tu refuses de rédiger une vraie justification, laquelle ne peut pas être une simple juxtaposition de calculs.
Exemple:
Les ions chlorure concernés sont soumis à deux forces non négligeables :
a) La force électrique d'intensité Fe = e * E = e * U / d
b) La force magnétique d'intensité Fm = e * v1 * B1
Le mouvement des ions concernés est rectiligne et uniforme, ce qui implique conformément à la première loi de Newton, que ces deux forces sont opposées donc de même intensité.
Fe = Fm
e * U / d = e * v1 * B1
ce qui après simplification donne : U = B1 * v1 * d
Le champ magnétique est évidemment le même quelle que soit la particule chargée sur laquelle il agit.
Finalement, comme les charges électriques des deux sortes d'ions sont égales comparer les intensité des forces magnétiques et
revient à comparer les vitesses des deux types de particules.
Bonsoir
Fm=e*v1*B1
Fm=1,6*10^-19*5,24*10^4*0,1
Fm=8,384*10^-16 N
Fe=e*U/d et U=v1*B1*d
Fe=e*V1*B1
Fe=8,384 *10^-16 N
Pour la comparaison
Fe=Fm
On n'a pas besoin de calculs.
Il suffit de comparer les vitesses des ions et
Les ions plus massifs que les ions
sont plus lents et subissent donc une force magnétique plus petite.
Fm1 > Fm2
Vitesse des ions (35 ou 37) :
Masse de l'ion 35 < Masse de l'ion 37 donc :
Vitesse de l'ion 35 > Vitesse de l'ion 37
Force magnétique s'exerçant sur les ions (35 ou 37)
Fm =e * V * B1
Vitesse de l'ion 35 > Vitesse de l'ion 37 donc :
Force magnétique s'exerçant sur l'ion 35 > Force magnétique s'exerçant sur l'ion 37
Les deux types d'ions sont soumis à la fois à la force électrique et à la force magnétique.
La force électrique est la même pour les deux types d'ions, mais il n'en est pas de même pour la force magnétique.
En représentant cette situation sur un schéma, on trouve facilement la réponse à la question posée
Tu n'as pas compris.
Il s'agit, sur un même schéma de représenter en deux points différents un ion et un ion
Pour chacun de ces deux ions représenter les deux forces qu'ils subissent en tenant compte que les forces électriques sont égales tandis que les forces magnétiques ne le sont pas.
Je vais donc, une fois encore, me répéter :
Il s'agit, sur un même schéma de représenter en deux points différents un ion et un ion
Pour chacun de ces deux ions représenter les deux forces qu'ils subissent en tenant compte que les forces électriques sont égales tandis que les forces magnétiques ne le sont pas.
As tu compris ?
Il faut représenter un ion et un ion
[/b]
Et ensuite pour chacun de ces deux ions représenter les forces qui s'exercent.
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