Mouvement des particules char- gées

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Polycopié en cours d’élaboration

D.Malka Physique MPSI Lycée Jeanne d’Albret 2021-2022

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Mouvement des particules char- gées

Mouvements et interactions - Chapitre M4

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Table des matières

1 Force de Lorentz 1

1.1 Le champ électromagnétique . . . 1

1.2 La force de Lorentz . . . 1

1.3 Le champ magnétique ne travaille pas . . . 1

1.4 La force de Lorentz est conservative - Énergie potentielle électrique . . . 1

1.5 Force électromagnétique vs force gravitationnelle . . . 1

1.5.1 Électrique vs Gravitationnelle . . . 1

1.5.2 Magnétique vs Gravitationnelle . . . 1

2 Particule chargée dans un champ électrique uniforme et stationnaire 1 2.1 Accélérateur linéaire . . . 1

2.2 Déflexion électrique . . . 1

3 Particule dans un champ magnétique uniforme et stationnaire 1 3.1 Équation différentielle du mouvement . . . 1

3.2 Résolution de l’équation : le mouvement est circulaire . . . 1

3.3 Sens de parcours du cercle . . . 1 4 Exemples d’application et de phénomènes mettant en jeu les particules chargées 1

Table des figures

â Connaître l’expression de la force de Lorentz.

â Évaluer les ordres de grandeur des forces électrique ou magnétique et les comparer à ceux des forces gravitationnelles.

â Justifier qu’un champ électrique peut modifier l’énergie cinétique d’une particule alors qu’un champ magnétique peut courber la trajectoire sans fournir d’énergie à la particule.

â Mouvement d’une particule chargée dans un champ électrostatique uniforme : mettre en équation le mouvement et le caractériser comme un mouvement à vecteur accélération constant.

â Mouvement d’une particule chargée dans un champ électrostatique uniforme : effectuer un bilan éner- gétique pour déterminer la valeur de la vitesse d’une particule chargée accélérée par une différence de potentiel.

â Mouvement d’une particule chargée dans un champ magnétostatique uniforme dans le cas où le vecteur vitesse initial est perpendiculaire au champ magnétostatique : déterminer le rayon de la trajectoire et le sens de parcours.

Connaissances et capacités exigibles

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D.Malka – MPSI – 2021-2022 – JdA Force de Lorentz

1 Force de Lorentz

1.1 Le champ électromagnétique 1.2 La force de Lorentz

1.3 Le champ magnétique ne travaille pas

1.4 La force de Lorentz est conservative - Énergie potentielle électrique 1.5 Force électromagnétique vs force gravitationnelle

1.5.1 Électrique vs Gravitationnelle 1.5.2 Magnétique vs Gravitationnelle

2 Particule chargée dans un champ électrique uniforme et station- naire

2.1 Accélérateur linéaire 2.2 Déflexion électrique

3 Particule dans un champ magnétique uniforme et stationnaire

3.1 Équation différentielle du mouvement

3.2 Résolution de l’équation : le mouvement est circulaire 3.3 Sens de parcours du cercle

4 Exemples d’application et de phénomènes mettant en jeu les par- ticules chargées

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