L’oscilloscope est un appareil destiné à visualiser les variations temporelles d’une tension électrique. Les anciens modèles étaient constitués d’un canon à électrons. Les électrons étaient déviés par les armatures d’un condensateur plan, afin de percuter un écran fluorescent qui s’allumait à leur contact.
On étudie le mouvement d’un électron, de charge $q=-\text{e}$ et de masse $m$, entre les armatures du condensateur, au sein duquel règne un champ électrique $\vec E = E\dot \vec u_y$. Les armatures du condensateur sont portées aux potentiels électriques $V_A$ et $V_B$. On définit ainsi la tension $U$ aux bornes du condensateur par $U=V_A – V_B$.
Les armatures ont une longueur notée $L$, et l’écran est situé à une distance $D$ de l’extrémité des armatures. Enfin, les armatures sont séparées entre elles d’une distance $d$. L’ensemble de ces données est reporté sur le schéma ci-dessous.
Schéma des armatures de l’oscilloscope
Données numériques :
- $\text{e} = 1,6\cdot 10^{-19}\ \text{C}$
- $m = 9,11\cdot 10{-31}\ \text{kg}$
- $v_0=2,00\cdot 10^7\ \text{m}\cdot \text{s}^{-1}$
- $U = 20\ \text{V}$
- $L = 10\ \text{cm}$
- $ d = 2,5\ \text{cm}$
- $ D = 15\ \text{cm}$
En appliquant la deuxième loi de Newton, montrer que le vecteur accélération est :
$$\vec a \begin{pmatrix} a_x = 0 \\ a_y = \dfrac{qE}{m} \end{pmatrix}$$
Accueil
Programme Lycée Tle
