Voici l'énoncé d'un exercice qui me pose un peu problème:
Un spectrographe de masse est un instrument de mesure destiné à la détermination des masses atomiques des isotopes d'un même élément. Le spectrographe de Dempster, l'un des plus simples, est constitué par une source S d'ions, diaphragmée par deux fentes planes F1 et F2. F2 est polarisée négativement par rapport à F1. On désigne V la diférence de potentiel (ddp) entre F1 et F2. Les ions positifs émis par S avec une vitesse négligeable, sont accélérés par la ddp V et arrivent sur la fente F2 avec une vitesse v0. Juste après la traversée de F2, les ions sont soumis à un champ magnétique B uniforme, perpendiculaire à v0. Les ions décrivent alors des trajectoires circulaires et viennent frapper un écran fluorescent qui impressionnne une plaque photographique. Si le faisceau d'ions contient plusieurs isotopes, on obtiendra sur la plaque photographique des points d'impacts très rapprochés, dont la distance à F2 permettra de déduire les masses atomiques des différents isotopes.
Dans tout ce qui suit, les ions ont tous la même charge q; on néglige la pesanteur et les corrections relativistes.
1/ En écrivant le théorème de l'énergie cinétique entre les 2 plaques du condensateur, et la vitesse à la sortie de F1 étant nulle, trouver que la vitesse des ions v0 à la sortie de F2 est: v0=racine((2q/m)V)
Alors en partant du théorème de l'énergie cinétique, j'ai:
deltaEc=Ec(F2)-Ec(F1)
=(1/2)mv0²-(1/2)mv²(F1)
Or la vitesse à la sortie de F1 est nulle, d'où:
delta Ec=(1/2)mv0²
De plus, la variation d'énergie cinétique deltaEc des ions est aussi égale au travail de la force qui agit sur ces ions. D'où deltaEc=WF1->F2
Mais là je bloque. Quelle est la force qui agit sur les ions? Est-ce la ddp V?
Comment continuer?
Merci d'avance pour votre aide.
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