-
7/26/2019 2014 Liban Exo2 Correction MvtElectron 9pts
1/3
Bac S 2014 Liban EXERCICE II : LES DBUTS DE LLECTRON EN PHYSIQUE
( !"in#$%C"&&'c#i"n )##!:**+ab"+,c''-"&.
1- L'/!&i'nc' ' --T)"3$"n1-1-La trajectoire de llectron est
courbe vers la plaque P 1 cause de leffet de la force
lectrostatique eF . On en dduit que cette force a pour sens vers
la plaque P1.
Il est indiqu que le champ lectrique est perpendiculaire au!
deu! plaques et on sait que
eF e.= . "insi le champ a un sens oppos celui de la force eF et
la force eF est #alementde direction verticale.
1-2-On applique la deu!i$me loi de %e&ton au s'st$me
lectron( dans le rfrentiel terrestresuppos #alilen.
.. .
e ee e
dm v dmdp dvF v m
dt dt dt dt
= = = +uur r
comme me) *te alors edm
+
dt
= et il vient .edv
F m
dt
=r
) me.a
. .ee m a =
.
e
ea
m
=
r
Le vecteur acclration est de sens oppos au vecteur champ .
Par projection suivant les a!es du rep$re( on obtient .!
'
a +a e
am
=
=
r
*ommedv
a dt=
r
( en primitivant on obtient! 1
' ,e
v + *
v e.v .t *m
= +
= +
r
o- *1 et *,sont des constantes
dint#ration qui dpendent des conditions initiales.
t ) +(+! +
++'
v vv
v +
=
=
uur
( on en dduit que *1) v+et *,) +.
/onc! +
'
e
v v
v e.v .t
m
=
=
r
0oit le centre dinertie de llectron( dOvdt
=r
donc+ 2
,3
e
! v .t *
O e.' .t *
,.m
= +
= +
uuur
*anon lectrons
+v!
O
L
'
ji
Plaque P,
Plaque P1
0
4
eF
http://labolycee.org/http://labolycee.org/
-
7/26/2019 2014 Liban Exo2 Correction MvtElectron 9pts
2/3
t ) +( le point est confondu avec lori#ine du rep$re! +
O' +
=
=
uuur
( on en dduit que *2) *3) +.
"insi+
,
e
! v .t 516
O e.' .t 5,6
,.m
=
=
uuur
1--/apr$s 516( on a t )+
!
v que lon reporte dans 5,6. Il vient ' )
,
,e +
e. !.,.m v comme indiqu dans
le sujet.
1-4-On remplace ! et ' par les coordonnes du point 0 5!0) L 7
'06( alors '0),
,e +
e. L.
,.m v.
On en dduit que,
0 +,
e
,.' .ve
m .L=
( )
( )
,, 8
,3 ,e
, ,(+ 1+ ,(3 1+e
m 1(9 1+ :(+ 1+
=
) 15671011C-8.91
*alculons la valeur de ce m;me rapport avec les valeurs admises
actuellement ,9 1+
=
) 1(8=>>,+1?1+11*.@#A1.
Les deu! valeurs sont parfaitement concordantes( seul le nombre
de chiffres si#nificatifs chan#e.
2- L'/!&i'nc' ' i++i8an2-1- C);#' 1+ :
>:+ :(> 1+(+ ,
) 1(3?1+A9m ) 154 =3
2-1--/apr$s le!pression v1),, .#.r
.:
( pour diminuer la vitesse v1il faut diminuer le ra'on de
la #outtelette sachant que les autres param$tres C( # et D sont
considrs constants.Il est prfrable de slectionner une petite
#outtelette.
-
7/26/2019 2014 Liban Exo2 Correction MvtElectron 9pts
3/3
2-2- R'3"n#' ' +a .";##'+'##'
2-2-1- Le!pression de la vitesse de descente est v1 ),, .#.r
.:
. lle montre que deu!
#outtelettes qui poss$dent la m;me vitesse de descente ont
forcment le m;me ra'on( puisqueC( # et D sont constantes dans les
conditions de le!prience.La #outtelette = poss$de donc un ra'on r=)
r,) 1(2 Em.
n utilisant le!pression de la char#e q de la #outtelette q ) A 1
,9. . .r.5v v 6
+ ( e!primons la
vitesse v,de remonte (+?1+A1: =2 :(9?1+A1: 93 1(9?1+A1> 1+=
:(9?1+A1: 9
Le rapport HqHJe est toujours #al un nombre entier( HqHJe ) n
soit HqH ) n.e.La char#e lectrique des #outtelettes est
effectivement quantifie.
2--Killi@an a observ des #outtelettes char#es lectriquement quil
a immobilises en faisant
varier la valeur du champ lectrique tandis que hompson a observ
la dviation dun faisceaudlectron en maintenant la valeur du champ
lectrique constante.On peut aussi remarquer que le protocole de
Thompson nglige les effets de la gravitation cequi ne permet de
calculer que le rapport e/m ; tandis que celui de Millikan les
prend en compte,ce qui permet de calculer la charge q.
- Di>>&ac#i"n '$ +'c#&"n$-1- *ette e!prience
montre le caract$re "n;+a#"i&' des lectrons 5le phnom$ne
dediffraction est caractristique des ondes6.
-2-/apr$s la relation de de Mro#lie associant une onde de
lon#ueur donde toute particule
en mouvement
