Champ magnétique

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Exercices
Classe(s) : Tle ST2S | Thème(s) : Champ magnétique

Exercice : De la boussole à l’IRM

Énoncé

Une boussole s’immobilise selon une direction liée au champ magnétique terrestre.

1. a) Quelle est l’unité officielle (nom et symbole) du champ magnétique ?

b) Donner un ordre de grandeur du champ magnétique terrestre.

c) Faire un schéma où apparaissent : l’aiguille aimantée et ses deux pôles nord et sud ainsi que le vecteur champ magnétique B en ce lieu.

2. Une nouvelle technique d’imagerie médicale s’est développée à la fin du vingtième siècle : l’IRM. Sous l’action d’un champ magnétique intense, des noyaux d’hydrogène (abondants dans l’organisme) réagissent à une onde excitatrice : il y a résonance. Chacun de ces noyaux émet alors un signal ; l’ensemble est collecté et traité par un ordinateur qui fournit une image.

a) Donner la constitution du noyau de l’atome d’hydrogène H11.

b) Quelle est l’énergie E d’un photon associé à une onde radio excitatrice de fréquence ν = 60,4 × 106 Hz ?

Donnée : constante de Planck h = 6,62 × 10−34 J.s

Corrigé

1. a) L’unité du champ magnétique est le Tesla (T).

b) Le champ magnétique terrestre vaut environ 10−5 T.

c) L’aiguille aimantée donne la direction et le sens du champ magnétique du sud vers le nord :Phys_05_06_stdi

2. a) Le noyau de l’atome d’hydrogène H11 comporte un seul proton et aucun neutron.

b) L’énergie E est calculée selon la formule E = h.n soit E = 6,62 × 10−34 × 60,4 × 10= 4,00 × 10−26 J.