Électromagnétisme
Formules d'Électromagnétisme
Ensemble des formules décrivant les champs électrique et magnétique, la force de Lorentz et les ondes électromagnétiques.
Introduction
L'électromagnétisme unifie l'électricité et le magnétisme. Ce formulaire regroupe les formules du champ électrique (condensateur plan), du champ magnétique (solénoïde), de la force de Lorentz et des ondes électromagnétiques. Ces formules interviennent dans les exercices sur les particules chargées, les spectromètres et la propagation des ondes.
Contenu détaillé
1. Champ électrique
- •Champ dans un condensateur plan : E = U/d (V/m)
- •Force électrique : F = q·E (N)
- •Énergie potentielle électrique : Ep = q·V (V = potentiel en volts)
- •Énergie stockée dans un condensateur : E = ½C·U² = Q²/(2C)
2. Champ magnétique et force de Lorentz
- •Champ dans un solénoïde : B = μ₀·n·I (μ₀ = 4π × 10⁻⁷ T·m/A)
- •Force de Lorentz : F = q(v × B) — perpendiculaire à v et B
- •Module : F = |q|·v·B·sin(α) (α = angle entre v et B)
- •Rayon de la trajectoire circulaire : r = m·v/(|q|·B)
- •Cyclotron : f_c = |q|·B/(2πm) (fréquence cyclotron, indépendante de v)
3. Ondes électromagnétiques
- •Relation c = λ·f (c = 3,00 × 10⁸ m/s dans le vide)
- •Énergie d'un photon : E = h·f = h·c/λ (h = 6,63 × 10⁻³⁴ J·s)
- •Spectre EM : radio < micro-ondes < IR < visible < UV < X < γ
- •Visible : λ de 400 nm (violet) à 800 nm (rouge)
Formules clés
Champ condensateur
E = U/d
Force de Lorentz
F = q(v × B)
Rayon cyclotron
r = mv/(|q|B)
Énergie photon
E = hf = hc/λ
Solénoïde
B = μ₀nI
Énergie condensateur
E = ½CU²
Vocabulaire
Force de Lorentz : Force exercée par un champ électromagnétique sur une particule chargée en mouvement
Tesla (T) : Unité du champ magnétique : 1 T = 1 kg·s⁻²·A⁻¹
Photon : Quantum d'énergie lumineuse, de masse nulle, d'énergie E = hf
Fréquence cyclotron : Fréquence de rotation d'une particule chargée dans un champ magnétique uniforme
Sujets type Bac
- 1Étudier la déviation d'un proton dans un champ magnétique uniforme
- 2Calculer l'énergie d'un photon émis lors d'une transition atomique
- 3Déterminer la vitesse d'un ion dans un spectromètre de masse
