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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 72 — #80
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CHAPITRE 2 – CLASSIFICATION PÉRIODIQUE DES ÉLÉMENTS
que ce rayon était composé de particules négatives appelées aujourd’hui électrons, et portant
une charge électrique q = −e.
E
faisceau d'électrons
FIGURE 2.1 – Expérience de THOMSON
Une expérience a permis de mesurer le rapport e/m de l’électron (avec e la charge électrique
et m la masse), en étudiant la trajectoire du faisceau dans un tube où est appliqué à la fois
un champ électrique et un champ magnétique. Le champ magnétique peut être engendré
perpendiculairement à la trajectoire des électrons par deux bobines de HELMHOLTZ placées
de part et d’autre du tube (figure 2.2).
Bobine de Helmholtz
Bobine de Helmholtz
faisceau d'électrons
B
R
FIGURE 2.2 – Mesure du rapport e/m de l’électron
Sous l’effet de la force magnétique :
−
→
f = −e −
→ v ∧
−
→
B
la trajectoire initialement rectiligne du faisceau d’électrons accéléré sous une tension U à la
vitesse v se déforme en cercle de rayon R avec :
v =
e
m
RB
et
eU =
1
2
mv
2 .
−
→ v ∧
−
→
B désigne une opération, appelée produit vectoriel, qui construit un vecteur
à partir de deux vecteurs, avec
−
→ v ∧
−
→
B
= −
→ v .
−
→
B
sin θ avec θ l’angle entre
les vecteurs −
→ v et
−
→
B . Le vecteur −
→ v ∧
−
→
B est orthogonal à la fois à −
→ v et à
−
→
B , et de
direction telle que
−
→ v ,
−
→
B , −
→ v ∧
−
→
B
soit un trièdre direct.
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