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Cyclotron

Posté par
moussolony
14-02-20 à 16:32

Bonjour
Énoncé:
Le premier cyclotron fut construit en 1932 par Lawrence a Berkeley (Californie).l appareil avait un rayon de 14 cm et communiquait a des protons une énergie cinétique de 1,2 MeV. La différence de potentiel était 4000V au moment du passage du faisceau entre les dés.
Quelles étaient :
La vitesse maximum des protons?
La tension accélératrice qu il fallu utiliser pour leur communiquer cette vitesse?
La fréquence du champ accélérateur?
Le nombre de tours décrits par les protons?
Le champ magnétique ?
Données : charge élémentaire:
e=1,6*10^-19 C ,masse d un proton m=1,67*10^-27 kg

Réponse
La vitesse maximum des protons
EC=1/2*m*V^2
V=?(2EC/m)
S il vous plaît comment convertir 1.2 MeV en J

La tension accélératrice
Je suis bloqué ici

***Titre changé***

Posté par
moussolony
re : devoir de maison 2 14-02-20 à 16:38

Selon moi
La tension accélératrice et 4000 V

Posté par
moussolony
re : devoir de maison 2 14-02-20 à 16:47

Est ce que c est correcte?

Posté par
odbugt1
re : devoir de maison 2 14-02-20 à 17:58

Bonjour,

1eV = 1,6.10-19 J

Comme indiqué par l'énoncé la tension entre les dees au moment du passage des protons est bien de  4000V

Posté par
odbugt1
re : devoir de maison 2 14-02-20 à 18:35

Un doute me vient en ce qui concerne la question de la tension accélératrice.

L'énoncé est il bien :
" La tension accélératrice qu'il a fallu utiliser pour leur communiquer cette vitesse?   "

N'est il pas plutôt :
" La tension accélératrice qu'il aurait fallu utiliser pour leur communiquer cette vitesse?   "

Posté par
moussolony
re : devoir de maison 2 14-02-20 à 19:04

Bonsoir
MeV=1,6*10^-16 J

Posté par
odbugt1
re : devoir de maison 2 14-02-20 à 19:08

Non

Méga signifie " multiplié par 106 " ,
1MeV = 106 eV

Posté par
moussolony
re : devoir de maison 2 14-02-20 à 19:15

1,2Mev=1,92*10^-13 J

Posté par
moussolony
re : devoir de maison 2 14-02-20 à 19:20

V=√(3,84*10^-13)/1,67*10^-27)
V=1,5*10^7 m/s

Posté par
odbugt1
re : devoir de maison 2 14-02-20 à 20:37

Oui, c'est exact.

Posté par
moussolony
re : devoir de maison 2 14-02-20 à 21:51

La fréquence du champ accélérateur
F=1/T
On ne connait pas T

Posté par
odbugt1
re : devoir de maison 2 14-02-20 à 23:16

Citation :
On ne connait pas T

En effet, il faut donc calculer T


Dans le cyclotron la durée de chaque demi-tour des protons reste constante.
Pour qu'ils soient accélérés à chaque demi-tour il faut que la demie période du champ accélérateur soit égale à la durée de parcours d'un demi-tour des protons.

On envisage le dernier demi-tour pour lequel le rayon est rmax et la vitesse Vmax
On a donc :
T / 2 = rmax / Vmax
T = 2 rmax / Vmax
f = 1 / T = Vmax / (2 rmax)

Posté par
moussolony
re : devoir de maison 2 14-02-20 à 23:30

f=(1,5*10^7)/0,87964
f=1,7*10^7 Hz

Posté par
odbugt1
re : devoir de maison 2 14-02-20 à 23:34

C'est bon.
En général on utilise plutôt le MHz
f = 17,3 MHz

Posté par
moussolony
re : devoir de maison 2 14-02-20 à 23:38

le nombre de tours décrits
Comment trouver le nombre

Posté par
odbugt1
re : devoir de maison 2 14-02-20 à 23:54

En supposant que l'énergie cinétique initiale des protons est négligeable et en calculant l'énergie cinétique acquise à chaque passage entre les dees.

Posté par
moussolony
re : devoir de maison 2 15-02-20 à 00:09

∆Ec=2neU
n désigné le nombre de tours
n=(EC)/2*e*U
n=(1,92*10^-13)/1,28*10^-15
n=150
J ai oublié l unité

Posté par
odbugt1
re : devoir de maison 2 15-02-20 à 08:55

C'est exact, mais une fois encore non justifié.
Par exemple :
A chaque tour l'augmentation d'énergie cinétique des protons est égale à 2eU
L'énoncé donne l'augmentation totale Ec de cette énergie cinétique.
Donc n =  Ec / (2eU)

Citation :
n=150
J ai oublié l unité

Pourtant tu as écris toi même cette unité dans ta réponse.
Prends donc le temps de réfléchir quelques secondes au lieu de dire que tu as oublié !

Posté par
gbm Webmaster
re : Cyclotron 15-02-20 à 13:00

Bonjour,

attentionextrait de c_faq la FAQ du forum :

Q08 - Comment bien choisir un titre pour la création d'un message ?

Posté par
moussolony
re : Cyclotron 16-02-20 à 09:27

n=150 t/s

Posté par
moussolony
re : Cyclotron 16-02-20 à 09:29

Le champ magnétique est:
B=uo*N/l*i

On ne connait pas N/l et i

Posté par
odbugt1
re : Cyclotron 16-02-20 à 10:38

Citation :

n=150 t/s

Non
L'unité est à revoir.

Posté par
moussolony
re : Cyclotron 16-02-20 à 10:57

n=150 tours

Posté par
odbugt1
re : Cyclotron 16-02-20 à 11:06

Oui,
Les protons font 150 tours avant de sortir du cyclotron.

Citation :

Le champ magnétique est:
B=uo*N/l*i

Non
Tu confonds un cyclotron avec un solénoïde ! ! !

Posté par
moussolony
re : Cyclotron 16-02-20 à 11:26

Quelle formule utilisée alors?

Posté par
odbugt1
re : Cyclotron 16-02-20 à 12:15

Revois le cours sur le cyclotron.
Prends le temps de chercher un peu au lieu d'attendre qu'on fasse le travail à ta place.

A toi de faire une proposition.

Posté par
moussolony
re : Cyclotron 16-02-20 à 12:39

R={m*V)/e*B
B=(m*V)/e*R
B=1,12 T

Posté par
odbugt1
re : Cyclotron 16-02-20 à 14:14

Oui, c'est exact.

Posté par
moussolony
re : Cyclotron 16-02-20 à 15:34

Merci infiniment



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