Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau maths sup
Partager :

spectomètre de masse

Posté par
CAMILLE1801
04-04-17 à 16:35

bonjour, j'ai quelques difficultés à résoudre mon Dm le voici

D'abord on parle du principe de séparation des isotopes par spectromètre de masse.
Ici on étudiera les isotopes 235/92U et 238/92U d'uranium.

on explique les différentes parties qui constitues le Calutron ( spectrographe de masse)
Le schéma du principe est en dessous
la première parties est celle de la chambre à ionisation dans laquelle des atomes d'uranium (ceux du début) de masses respectives m1 et m2 portés à haute température sont ionisés en ions U+. on considérera qu'à la sortie de cette chambre en O1 la vitesse des particules est quasi nulle.
la deuxième partie est celle de la chambre d 'accélération de longueur d dans laquelle les ions sont accélérer entre O1 et O2 sous l'action d'une différence de potentiel établie entre les deux grilles G1 et G2.
et la dernière partie est celle de la chambre de déviation dans laquelle les ions sont déviées par un champs magnétique uniformeB de direction perpendiculaire au plan de la figure.

voici les questions :

quel doit être le signe de la différence de potentiel U=VG1 - VG2 pour que les ions soient accélérés entre O1 et O2?

J'ai répondu que le signe de U devait être négatif car la vitesse en G1 est nulle et celle en G2 est d'une valeur que nous ne connaissons pas mais la particule a était accélérer donc...

ensuite on donne la question suivantes :
donner les caractéristiques du chap électrostatique E régnant entre les deux grilles et l'exprimer en fonction des données de l'énoncé ?

je sais que E = q0 /(40r²)*

mais mis à part que le champ électrique doit être de la même direction de la force , qu'il a le même sens que la force si q >0 et inversement si q<0 je ne vois pas ce que je peux dire d'autre et surtout comment le mettre en fonction des données car je n'est pas la charge ni la distance r

ensuite : établir les expressions de vitesses v1 et v2 respectivement des ions 235/92U+ et 238/92U+ lorsqu'ils parviennent en O2 en fonction de m1 , m2 et U

Je suis tentée d'utiliser le théorème de l'énergie cinétique mais je ne vois pas quelle force mis à part la force F qui peut intervenir


J'ai encore d'autre questions mais si je peux avoir de l'aide sur celle la ce serai déjà bien

merci d'avance

spectomètre de masse

Posté par
vanoise
re : spectomètre de masse 04-04-17 à 23:18

Bonsosir
OK pour 1)
Pour 2) tu fournis l'expression du vecteur champ créé par une charge ponctuelle alors qu'il s'agit ici du vecteur champ créé par deux grilles parallèles distantes de d. Dans ce cas, la norme du vecteur champ vaut E =| U|/d où U représente la différence de potentiels entre les deux grilles. À toi de trouver la grille + et la grille "-" pour que le champ électrique soit accélérateur.
Ensuite, tu obtiens les deux vitesses en appliquant à chaque ion isotope le théorème de l'énergie cinétique.
Je te rappelles que le travail de la force électrique appliquée à une charge q se déplaçant d'un point A à un point B vaut :
W=q.(VA-VB) où VA et VB sont les potentiel électriques en A et en B... Le travail du poids est totalement négligeable devant celui de la force électrique.



Mentions légales - Retrouvez cette page sur l'île de la physique - chimie
© digiSchool 2025

Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !