3. Les prismes
• Prismes magnétiques
En utilisant un électro-aimant à deux pôles symétriques par rapport à un plan, constituant un secteur d'ouverture angulaire θ, on peut dévier d'un angle θ un faisceau de particules chargées. Si l'induction B est homogène entre les pôles, les trajectoires, qui sont rectilignes avant et après le prisme, sont des arcs de cercle de rayon R à l'intérieur de l'entrefer, avec R = mv/eB = p/eB. Dans le plan de symétrie (appelé en général plan horizontal H), les particules sont focalisées à la sortie du prisme : celui-ci est équivalent à une lentille dont la distance focale serait une fonction de θ et de R. Dans la direction perpendiculaire au plan H (plan vertical V), le prisme n'exerce aucune action sur les particules lorsque ses faces d'entrée et de sortie sont perpendiculaires à la trajectoire moyenne du faisceau. On peut obtenir un effet focalisant ou défocalisant dans le plan V, en faisant subir une rotation aux faces d'entrée et de sortie. Par suite, outre ses possibilités de déviation, un prisme possède des qualités d'astigmatisme, avec des propriétés différentes dans les plans H et V. On peut également obtenir un effet focalisant en utilisant des pièces polaires légèrement inclinées par rapport au plan H : l'induction B n'est plus alors homogène et, dans certaines conditions, le prisme est identique à une lentille ronde pour la focalisation.
L'intérêt essentiel des prismes réside cependant dans leur propriété de dispersion : si les particules injectées n'ont pas toutes la même quantité de mouvement p, elles subissent des déviations différentes. Dans le plan conjugué de celui de la source (ou du diaphragme d'entrée), à chaque valeur de p correspond une image distincte : une plaque photographique, ou un récepteur mobile, permet d'enregistrer un spectre dans ce plan, comme en optique lumineuse. Pour des particules de nature différente, accélérées sous la même tension Φ0, le prisme constitue un analyseur de masses ; si les particules sont toutes de même nature, mais possèdent des énergies différentes, le prisme permet […]
… pour nos abonnés, l'article se prolonge sur 7 pages…
