Rappel : Les vecteurs force électrostatique ⃗ et champ électrostatique ⃗⃗, sont liés par la relation ⃗ ⃗⃗
PARTIE COMPRENDRE CH9 LOI DE NEWTON
ELECTRONS DANS UN CHAMP ELECTRIQUE
Connaissance et compétences : Connaître et exploiter les trois lois de Newton ; les mettre en œuvre pour étudier des mouvements dans des champs de pesanteur et électrostatique uniformes.
Analyse du dispositif :
a) Canon à électrons : En s’appuyant sur la force électrique ⃗ qui s’exerce sur un électron dans le champ ⃗⃗ , crée entre les plaques vertciales A et B, établir les caractéristiques de l’accélération ⃗ de l’électron. Faire un schéma, représenter les 3 vecteurs et faire apparaitre le signe des plaques A et B. On se placera dans le référentiel terrestre considéré comme un repère galiléen, et le poids de la particule sera considéré comme négligeable devant la force électrique.
b) Déviation du faisceau d’électrons : Répondre aux mêmes questions que a) pour les plaques A’ et B’ horizontales.
Trajectoire :
a) A l’aide de la dexuième loi de Newton, montrer que lemouvement du système dépend de sa masse. (On exprimera l’accélaration ⃗
b) L’ équation de la trajectoire s’écrit
De quels paramètres dépend-t-elle ?
Classer les paramètres dans un tableau : ceux qui dépendent sur système, ceux qui dépendent des conditions initiales, ceux qui dépendent du milieu extérieur.
Etablir l’équation de la trajectoire
a) A partir de la deuxième loi de Newton, exprimer les coordonnées de ⃗, ⃗⃗ et ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ en fonction de t, dans un repère orthonormé (O, ⃗, ⃗, ⃗⃗). . On tiendra compte des conditions initiales. L’origine des dates t
0=0s est prise lorsque l’électron passe en O
b) Retrouver l’équation de la trajectoire, à partir de x et y
c) Donner l’expression de la trajectoire pour un vecteur V
0horizontal, orienté dans le sens de propagation des électrons.
Dispositif : Un canon à électron est constitué d’une ampoule en verre dans laquelle un vide poussé a été réalisé. Le
dispositif est constitué : d’un canon à électrons qui accélère et focalise les électrons émis par un filament, afin d’obtenir un faisceau rectiligne d’électrons de même vitesse. Une tension U est appliquée entre les plaques verticales A et B, permettant ainsi l’accélération grâce a un champ électrique ⃗⃗.
Entre les deux plaques horizontales A’ et B’, on applique une tension U qui crée un champ électrique ⃗⃗⃗⃗, qui dévie le faisceau à partir du point O.
Un écran recouvert d’une substance fluorescente permet de matérialiser la trajectoire des électrons.
∑ ⃗ ⃗
⃗⃗
⃗ Deuxième loi de Newton :
