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champ electrostatique
bonjour,
l'énoncé:
Des molécules de dioxyde de carbone sont ionisées dans une chambre d'ionisation, produisant des ions 12CO2+ ou 13CO2+ selon l'isotope du carbone contenu dans la molécule.
Ces ions pénètrent dans une chambre d'accélération, où règne un vide poussé, en un point O, avec une vitesse initiale considérée comme nulle.
Ils sont alors accélérés entre les 2 plaques P et N, séparés par une distance L= 10,0 cm et entre lesquels est imposé une tension UPN = 4,00 kV.
Ils sortent en O' , situé à la même altitude que O, avec des vitesses et valeurs différentes, notées v12 et v13.
on me demande:
-> sans soucis d echelle, reproduire la chambred acceleration sur la copie, et représenter le champ electrostatique E regnant entre les plaquesP et N.
puis
-> representer la force électrique F s'exercant sur les ions 12CO2+ et 13CO2+ et la variation d'énergie cinétique 13 d un ion 13CO2+ en fonction de UPN. Conclusion?
pour la première question c est bon, mais ensuite je ne vois pas quelle calcul faire
merci
Bonjour
Il faut appliquer le théorème de l'énergie cinétique à un ion de masse m et de charge q entre un point O où il est au potentiel électrique VO=VP avec une vitesse vO
0 et le point O' où il est à un potentiel VO'=VN avec une vitesse vO'.
O et O' étant à la même altitude, le travail du poids de l'ion est nul (de toutes façons, en cas de différence d'altitudes, le travail du poids serait totalement négligeable devant celui de la force électrique).
Le travail de la force électrique est égal au produit de la charge par la différence de potentiel (attention au signe !) ; le théorème de l'énergie cinétique conduit à :
½mVO'2-½mVO2=q(VP - VN)=q.UPN.
Il te suffit d'adapter la formule générale précédente à chacun des deux ions...
Je te laisse réfléchir à tout cela et proposer une solution.
Remarque : si la formule du travail de la force électrique ne t'est pas familière, tu peux la retrouver simplement de la façon suivante :
La force électrique et le déplacement étant de même direction et de même sens, son travail vaut :
W=F.L avec F = q.E ;
or la norme du vecteur champ électrique entre les deux plaques vaut :
E=UPN/L... Je te laisse finir !
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