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Le champs électrostatique
Boujour,je suis bloqué sur cet exercice
Dans le canon à electrons d un oscillographe les electrons sortans de la cathode avec une vitesse supposé nulle sont accélérés par une tension U=1600V appliquée entre la cathode C et l anode A
1)Calculer en metre par seconde la viyesse Va des electrons à lz sortie du canon
2)Calculer en joule rt en kilo eV leur energie cinetique Eca
3)les electrons penetrent avec une vitesse V0=Va entre les plaues de derivations vreticale en un point O situé à egale distance de chacune d elles . Lorsque la tension U1=500V est appliqué à ces plaques distantes de d = 2cm les electrons sortent de l'espace champ en un point S tel que O'S=d'=0,6cm
a)on prend l'origine de potentiels V0=0 aupoint O Calculer Vs potentiel électrostatique du point S de l'espace champ
b)determiner Ep0 et Eps énergies potentielles electrostatique d'un électron en Oet en S dans l espace champ en joule et en kilo eV
c)en déduire Ecs energie cinétique de sortie des electrons en kilo electronvolts
Merci d avance mais je suis vraiment bloqué
2)
énergie cinétique des électrons : Ec = 1600 eV = 1,6 keV = 1600 * 1,602. 10^−19 J = 2,563.10^-16 J
1)
Ec = 1/2.m.va² (avec m la masse de l'électron)
2,563.10^-16 = 1/2 * 9,11.10^-31.va²
va = 2,37.10^7 m/s
3)
Le champ électrique entre les plaques est E = U1/d = 500/0,02 = 25000 V/m
La force exercée sur un électron par le champ E est (avec q la charge de l'électron)
Continue ...
... En comprenant ce qu'est un électronvolt.
Mais, on peut le démontrer si on ne le comprend pas.
Soit une tension U entre 2 plaques parallèles distantes d'une distance d, le champ électrique entre les plaques est E = U/d
Un électron (de charge -e) subit donc une force |F| = e * E = e * U/d
L'électron (de masse m) subit donc une accélération a telle que F = m.a -->
e * U/d = m.a
a = e * U/(m.d)
Le mouvement est uniformément accéléré et on a donc : v = a * t
v = e * U/(m.d) * t
Ceci tant que l'électron reste entre les plaques (donc pour un parcours total de la distance d).
avec d = a.t²/2, la durée du trajet entre les plaques est t = Racinecarrée(2d/a) = RacineCarrée(2d/(e * U/(m.d)) = RacineCarrée(2md²/(e.U))
--> v lorsque l'électron a traversé la distance inter plaque est telle que : v = e * U/(m.d) * RacineCarrée(2md²/(e.U))
v = RacineCarrée(2.e.U/m)
Et son énergie cinétique est Ec = 1/2.m.v²
Ec = 1/2 * m * (2.e.U/m)
Ec = e.U ... qui est bien le produit de la charge d'un électron (en module) par la tension entre les plaques
Ici, avec U = 1600 V et e = 1,602.10^-19 C --> Ec = 1,602.10^-19 * 1600 = 2,56.10^-16 J
et avec 1 eV = 1,602.10^-19 J
Ec = 2,56.10^-16/(1,602.10^-19) = 1600 eV
Et voila, 1/2 page de calcul inutile... si on comprend ce qu'un 1 électron volt.
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La tension inter plaque étant de 1600 V (et la vitesse de l'électron nulle au départ près d'une plaque), l'électron (à l'arrivée au niveau de la 2eme plaque) a une énergie cinétique de 1600 eV
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Sauf distraction. 
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