chimie TD "" Structure de la Matière""

Structure de la Matière


Exercice I:
1- Déterminer par la méthode des paraboles la valeur du rapport q/m pour des ions positifs dont le point d’impact sur un écran perpendiculaire à la trajectoire initiale des ions α les coordonnées suivantes : x = 1 cm, y = 2,36 cm.
E = 2,85 . 105 V/m, champ électrique déviant suivant l’axe des y
B = 0,2 tesla, induction</A> magnétique déviant suivant l’axe x
q = charge de l’ion de masse m et de vitesse v.
L = 12 cm, longueur de la trajectoire parcourue par les ions dans les champs E et B.
2- Calculer la masse et le nombre de masse de la particule, sachant qu’elle transporte une charge élémentaire.
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Exercice II:
1- Considérons l’arc de parabole</A> formé par les ions de l’isotope 16 de l’oxygène porteur d’une seule charge positive 16 O+, calculer l’ordonnée au temps t = l/v du point d’abscisse x = 1 cm, correspondant aux ions 16 O+ d’énergie W = 1 000 eV, pour E = 3,16. 104 V/m et B = 0,2 tesla.
2- On compare l’arc de parabole de 16 O+ avec les arcs des parabole formés par deux autres ions positifs porteurs chacun de deux charges élémentaires. Calculer les nombres de masses des éléments correspondants, sachant que, pour la même abscisse x = 1 cm, les ordonnées sont y1 = 0,663 cm et y2 = 0,664 cm.
E : champ électrique déviant suivant l’axe des x
B : champ magnétique déviant suivant l’axe y
q : charge de l’ion de masse m et de vitesse v.
l : longueur de la trajectoire parcourue par l’ion positif dans les champs E et B.
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Exercice III:
Un faisceau composé de des ions 6Li et 7Li+ est accéléré dans un spectrographe du type de Dempster par une d.d.p V = 5 000 volts.
1- Calculer l’énergie cinétique commune aux deux particules, ainsi que leurs vitesses lorsqu’elles pénètrent dans le champ d’induction magnétique B = 0,2 tesla.
2- Calculer la distance d entre les points d’impact des deux sortes d’ions sur la plaque photographique.
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Exercice IV:
A l’aide du spectrographe de masse de Bainbridge, on sépare deux sources d’ions, porteurs d’une charge élémentaire positive : l’un est l’isotope 14N. Leur vitesse est v = 400 Km/s à l’entrée du champ d’induction magnétique B = 0,2 tesla. Calculer la masse atomique de l’ion inconnu, sachant qu’il est le plus lourd et que la distance séparant les points d’impact sur la plaque photographique est d = 4,15 cm.