Particule chargée dans un champ B

Cette simulation montre comment un champ magnétique courbe une charge en mouvement. Les élèves choisissent un proton, un électron ou une particule alpha, règlent la vitesse perpendiculaire au champ, la vitesse parallèle à celui-ci et l'intensité du champ, et inversent le sens du champ. La trajectoire est un cercle, ou une hélice lorsqu'il existe une composante le long du champ. Les affichages donnent le rayon, la période, la fréquence cyclotron et la force magnétique en unités réelles. Elle sert aux leçons sur la force exercée sur une charge en mouvement, la formule du rayon, et le principe des cyclotrons et des spectromètres de masse.

• Passez Particule de Proton à Électron et observez le sens de rotation s'inverser.
• Augmentez l'Intensité de B de 150 à 400 mT et lisez comment le rayon r = mv/qB diminue.
• Augmentez la Vitesse ⟂ B et vérifiez que le rayon augmente mais que la Période T reste la même.
• Réglez la Vitesse ∥ B au-dessus de zéro pour transformer le cercle en hélice.
• Activez B sortant de l'écran pour inverser le champ, et prévoyez le nouveau sens de rotation avant de regarder.

1. 1Expliquez pourquoi une force magnétique courbe une charge sans changer sa vitesse.
2. 2Utilisez r = mv/qB pour prévoir comment le rayon varie avec la vitesse, le champ et le type de particule.
3. 3Reconnaissez que la période d'un mouvement circulaire ne dépend pas de la vitesse.
4. 4Décrivez pourquoi une composante de vitesse le long du champ produit une hélice.

Questions fréquentes des enseignants