Mouvement de particules chargées dans un champ électromagnétique

Résumé du document

Objectif : Comprendre l'effet d'un champs électrique et/ou magnétique sur une particule chargée. Force de Lorentz - Le produit vectoriel (pré-requis mathématique).
Le produit vectoriel de deux vecteurs est un vecteur noté : w=u^v
Le résultat d'un produit vectoriel est un vecteur dont les caractéristiques sont :
- direction : perpendiculaire au plan défini par ces deux vecteurs
- sens : tel que (u,v,w) forme un trièdre direct
- intensité : [...]
Règle de la main droite : Pouce, index et majeur de la main droite, déployés et pris dans cet ordre naturel ébauchent un trièdre direct.

Extraits

[...] " " " Le produit vectoriel de deux vecteurs est un vecteur noté w = u v ! Le résultat d'un produit vectoriel est un vecteur dont les caractéristiques sont ! - direction : perpendiculaire au plan défini par ces deux vecteurs! ! " ! " - sens : tel que ) forme un trièdre direct! ! " # # # - intensité : ! ! w u ! . ! v ! .sin(u,v ) ! ! ! ! ! 1.2 Effet du champ magnétique sur une particule chargée en mouvement! [...]

[...] D'abord, un faisceau de particules chargées passe dans un accélérateur.! Les particules pénètrent alors dans le sélecteur de vitesse dans lequel le champ magnétique est B1 et le champ électrique E.! Il s'ensuit que que les particules de vitesse v=E/B1 continuent en ligne droite et pénètrent dans la section suivante où règne un champ magnétique B2.! Les particules décrivent des trajectoires semi-circulaires et frappent un détecteur.! Les particules sont donc séparées selon leur charge.! ! ! ! 3.3 Spectrographe de masse! [...]

[...] A cause des frottements, le module de la vitesse diminue donc le rayon R de la trajectoire diminue.! Si la vitesse initiale a une composante non nulle suivant Oz, le mouvement est hélicoïdal.! ! Applications! ! ! 3.1 Accélérateur de particule! ! Nous avons vu qu'une particule de charge q accélérée par un champ électrique atteint la vitesse ! 2qU v ! m ! AC c Ceci permet de construire des accélérateurs linéaires pour obtenir un faisceau de particules rapides, mais l'encombrement est rapidement important.! ! ! ! 3.2 Filtre de vitesses! [...]

[...] Mouvement de particules chargées dans un champ électromagnétique! Règle de la main droite : Pouce, index et majeur de la main droite, déployés et pris dans cet ordre naturel ébauchent un trièdre direct.! Toute particule chargée en mouvement dans un champ magnétique subit une force appelée force de Lorentz d'expression " ! ! " ! f = B avec q la charge de la particule! Cette force n'existe que si la particule est en mouvement (le vecteur vitesse intervient dans la relation).! [...]