Particules chargées dans un champ électrique ou magnétique
Cours · mécanique (MPSI), chapitre 5 · CPGE MPSI (1re année) · le début du chapitre, la suite sur Adloun
Une particule portant une charge subit, en présence de champs électrique et magnétique , la force de Lorentz. Ce chapitre applique les lois de Newton à deux situations de référence, sur lesquelles il faut être parfaitement autonome : le mouvement dans un champ électrostatique uniforme (accélération constante, comme un projectile) et le mouvement dans un champ magnétostatique uniforme (mouvement circulaire). On verra une différence fondamentale entre les deux champs : l'un peut accélérer la particule (lui fournir de l'énergie), l'autre ne fait que courber sa trajectoire.
5.1 La force de Lorentz
Une particule de charge et de vitesse dans un référentiel, soumise aux champs (électrique) et (magnétique), subit la force
La partie est la force électrique, la partie la force magnétique.
Pour un électron (, , ) dans un champ , la force électrique vaut . Son poids vaut . Le rapport est de l'ordre de : le poids des particules chargées est toujours négligeable devant les forces électromagnétiques.
Exercices du chapitre
- Quand le poids compte-t-il ? De l'électron à la gouttelette de Millikan corrigé
- Le magnétron plan : la coupure de Hull corrigé
- L'oscilloscope : centre de déviation et indépendance vis-à-vis de corrigé
- L'analyseur à miroir électrostatique : focalisation à 45° corrigé
- Le cercle démontré : projections et variable complexe corrigé
- Une bande de champ magnétique : déviation, réflexion, rigidité magnétique corrigé