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Trajectoire et spectrométrie
Bonjour,
J'ai un devoir à rendre en physique et je n'y comprends absolument rien... Et le peu de "réponses" que je pense avoir me semblent fragiles.
On me donne d'abord plusieurs informations :
- le vide règne dans tout l'appareil
- les molécules à analyser, sont bombardés dans la chambre d'ionisation par des électrons, d'où la fragmentation en cations.
- Les cations sortent de la chambre d'ionisation par la fente F, avec une vitesse négligeable, dans le référentiel terrestre supposé galiléen du labo.
- On considère deux ions i1 et i2 de même charge, mais de masses différentes, pénétrant dans la chambre d'accélération délimitée par les plaques P et P' distante de d. Dans cette chambre règne un champ électrostatique uniforme E.
En O, ces ions possèdent respectivement les vitesses :
= 
((2.q.E.d)/(m)) . 
Dans la chambre suivante (de déviation) on cherche à séparer les ions avant leur entrée dans la dernière chambre (de détection). Le poids des ions sera négligé devant les autres forces.
Jusqu'ici, ça va. Mais après pour les questions ça se gâte...
Dans la chambre de déviation, règne un champ magnétique B, uniforme, orthogonal aux vitesses initiales, colinéaire et de même sens que k. Les ions subissent alors une force appelée force de Lorrentz FL toujours orthogonale au champ B et au vecteur vitesse des ions. Elle a pour valeur FL = qi.vi.B où vi et B sont respectivement les valeurs de i et B. et qi la charge de l'ion i. Dans ces conditions, le mouvement des ions est circulaire et uniforme.
- Rappeler l'expression du vecteur unitaire t et n du repère lié à la particule.
Je ne vois pas que représente ces vecteurs...
- En admettant que la force FL est orientée dans le sens du vecteur n, montrer que le rayon Ri de la trajectoire à chaque ion i vaut :
Ri = (mi.vi)/(qi.B)
Je vois qu'il faut partir de la formule de la force de Lorrentz mais avec le rayon je ne vois pas trop...
- Les ions i1 et i2 atteignent la chambre de détection aux points A1 et A2. Dans la chambre de détection, il n'existe plus aucun champ. Que dire alors du mouvement des ions ?
S'ils ne sont plus soumis à un champ, est-ce que cela veut dire que les ions, enfin cations, sont dans un mouvement désordonné ?
Merci d'avance si vous pouvez m'éclairer un peu...
Bonjour,
et
sont les vecteurs du repère de Frenet, vecteurs unitaires tangentiel et normal.
Que sais-tu de l'accélération pour un mouvement circulaire et uniforme ? (accélération tangentielle et accélération normale)
Le vecteur accélération, dans la base de Frenet, doit être normal à la trajectoire et dirigé vers l'intérieur (?)
C'est exact.
Mais il y a encore beaucoup à dire ; que valent les accélérations normales et tangentielles dans un mouvement circulaire uniforme ?
Tu peux poster tes réponses, si tu le désires.
En particulier la dernière phrase de tes propositions m'inquiète :
S'ils ne sont plus soumis à un champ, est-ce que cela veut dire que les ions, enfin cations, sont dans un mouvement désordonné ?
Ben... Pour cette phrase justement je ne sais que penser. Il n'y a plus de champ pour leur donner un mouvement circulaire uniforme, je pense. Mais après je ne sais pas
"Principe d'inertie" (énoncé par Galilée) ou "première loi de Newton" (qui l'a bien attribuée à Galilée) : ...
Il n'y a plus de force extérieures qui s'exercent sur les ions...
Donc leur vitesse serait constante ?
La vitesse est une grandeur vectorielle.
Dire que la vitesse est constante c'est beaucoup plus que dire que l'intensité de la vitesse est constante. C'est dire simultanément que la direction et le sens de la vitesse sont constants.
Il n'y a plus qu'une seule possibilité alors : c'est le mouvement rectiligne uniforme.
Bonjour,
j'ai le même exercice à finir pour la fin de semaine, et cette question me pose problème :
" En admettant que la force FL est orientée dans le sens du vecteur n, montrer que le rayon Ri de la trajectoire à chaque ion i vaut :
Ri = (mi.vi)/(qi.B)"
Pourtant je sais que a=v²/r et donc que r=v²/a mais je n'arrive pas à comprendre d'où sortent la masse er les autres valeurs dans la formule à obtenir..
Par la même occasion, il m'est demandé de justifier cette phrase : "Dans un spectromètre de masse, des ions sont séparés en fonction de leur masse et de leur charge électrique." Dire que le rayon de leur trajectoire dépendant de leur masse et de leur charge ne sera pas le même et que par conséquent ces ions ne prendront pas le même chemin(et n'arriveront pas au même endroit dans la chabmre de détection)est-ce suffisant ?
Merci d'avance pour votre réponse..
Il faut, pour ta première question, partir de la deuxième loi de Newton, et normalement, tu devrais trouver
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