Dualité onde-particule
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Sujet officiel complet du bac S Physique-Chimie Obligatoire 2014
EXERCICE I - ONDES ET PARTICULES (6 points) En quoi cette expérience met-elle en évidence la dualité onde-particule pour l'électron ?
Dualité onde-particule
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Chapitre n°15 : Dualité onde-particule
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La dualité onde-particule est introduite dans le nouveau programme de terminale S L’extrait de programme correspondant ainsi que les commentaires qui lui sont associés parus dans le bulletin officiel spécial n°8 du 13 octobre 2011 figurent en annexe
La vrai nature de la lumière - GuruMeditation
Terminale Scientifique P5-PHYSIQUE MODERNE Chapitre n°15: Dualité onde-particule EXERCICE : Ondes et particules (Amérique du Nord 2014) Si l’on parvient à établir la correspondance entre ondes et corpuscules pour la matière peut-être sera-t-elle identique à celle qu’on doit admettre entre ondes et corpuscules pour la lumière ?
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La lumière a les aspects d'onde et de particule Mettre en évidence une onde de matière La diffraction caractérise l'aspect ondulatoire d'un phénomène physique L'expérience de Davisson et Germer prouve I'aspect ondulatoire d'un faisceau d'électrons On en déduit L'application numérique donne : 663 X 10—34 2 x 10 x 103 x 160 x 10-19
Chimie - TS - Dualité onde-particule - Corrigé - LesBonsProfs
Les exercices incontournables Physique-Chimie – Terminale S Dualité onde-particule Corrigé Exercice 1 : 1° On voit sur l'écran de détection des points qui sont les impacts des atomes de néon : c'est l'aspect particulaire qui est mis en évidence ici
Qu'est-ce que la dualité onde-particule ?
L’idée est appelé dualité onde-particule et c’est un principe fondamental de la théorie de la mécanique quantique. L’expérience des fentes de Young a permis de mettre en évidence l’interférences des ondes par l’impact des particules, nous en apprenant un peu plus sur le comportement et la nature de la lumière.
Quels sont les paradoxes de la dualité onde-corpuscule ?
Un de ces paradoxes abondamment observé et parmi les plus faciles à comprendre est la dualité onde-corpuscule. Un objet quantique tel qu’un photon peut se manifester comme une onde, avec pour caractéristiques d’être en quelque sorte étalé dans l’espace et de produire des interférences, ou comme une particule, ponctuel et localisé donc.
Pourquoi les ondes électromagnétiques sont-elles considérées comme un flux de particules?
Les ondes électromagnétiques peuvent dans certaines condition être considérées comme un flux de particules (de corpuscules) appelée photons. La notion de « photon » permet d’intrepréter cette caractéristiques de la lumière et en particulier les échangent d’énergie qu’elle oeut opérer avec la matière.
Quelle est la différence entre une onde et une particule ?
Il convient d’ajouter que les deux aspects sont mutuellement exclusifs: on a soit quelque chose qui se comporte comme une onde, soit comme une particule, et il n’existe pas d’état intermédiaire tenant des deux. L’expérience qui a dévoilé cette dualité onde-corpuscule est celle dite des fentes de Young.
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Chapitre n°15 : Dualité onde-particule
EXERCICE : Ondes et particules (Amérique du Nord 2014)Si l'on parvient à établir la correspondance entre ondes et corpuscules pour la matière, peut-être sera-t-elle
identique à celle qu'on doit admettre entre ondes et corpuscules pour la lumière ? Alors on aura atteint un
très beau résultat : une doctrine générale qui établira la même corrélation entre ondes et corpuscules,
aussi bien dans le domaine de la lumière que dans celui de la matière. D'après Notice sur les travaux scientifiques, de Louis de Broglie, 1931Données numériques :
iMasse d'un électron : me = 9,1 × 10-31 kg iCharge élémentaire : e = 1,6 × 10-19 C iConstante de Planck : h = 6,6 × 10-34 J.s iVitesse de propagation de la lumière dans le vide : c = 3,0 × 108 m.s-1Partie A : Expérience des fentes d'Young
Au début du XlXe siècle, Thomas Young éclaire deux fentes F1, F2 fines et parallèles (appelés fentes
d'Young) à l'aide d'une source lumineuse monochromatique. On observe sur un écran des franges brillantes et des franges sombres. L'aspect de l'écran est représenté ci-dessous.1.Qualifier les interférences en A et en B.
2.Ci-dessous sont représentées les évolutions temporelles de l'élongation de trois ondes (a), (b) et (c).
Choisir en justifiant, les deux ondes qui interférent en A et les deux ondes qui interférent en B
permettant de rendre compte du phénomène observé. Partie B: Particule de matière et onde de matière1.Expérience des fentes d'Young
un canon à électrons émettant des électrons, de mêmes caractéristiques, un à un. L'impact des électrons
sur l'écran est détecté après leur passage à travers la plaque percée de deux fentes.
Répondre aux questions suivantes à partir des documents 1 et 2.1.1.Peut-on prévoir la position de l'impact d'un électron ? Justifier.Élongation en fonction du
tempsÉlongation en fonction du tempsÉlongation en fonction du temps onde (a)onde (b)onde (c)Terminale ScientifiqueP5-PHYSIQUE MODERNE
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1.2.En quoi cette expérience met-elle en évidence la dualité onde-particule pour l'électron ?
Détailler la réponse.
Document 1 : Expérience des fentes d'Young
Document 2 : Impacts des électrons sur l'écran (D'après A. Gondran, ENST, 2001)50 impacts100 impacts
200 impacts1000 impacts
5000 impacts
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2.Longueur d'onde de l'onde de matière associée à un électron
2.1.Passage à travers la plaque percée de deux fentes
Données :
iL'interfrange est donnée par la relation :i=DλDD b où iest l'interfrange, DλD la longueur d'onde de l'onde associée à un électron, D la distance entre la plaque et l'écran et b la distance séparant les deux fentes. Toutes ces grandeurs s'expriment en mètres. iL'incertitude sur la mesure de la longueur d'onde est évaluée par : ΔDλD=DλD× i)2+ (∆b b)2+ (∆D D)2iIncertitude sur la mesure de l'interfrange : Ͻ Δ Ͻ i = 0,2 µm iVitesse des électrons : v = 1,3 × 108 m.s-12.1.1.Déterminer la valeur de la longueur d'onde de l'onde de matière associée à un
électron, donnée par la relation de de Broglie. On admettra que cette valeur est connue avec une incertitude égale à 5 × 10-13 m.2.1.2.Vérifier la cohérence des observations expérimentales réalisées avec le résultat
précédent.2.2.Passage à travers une seule fente de la plaque
L'une des deux fentes de la plaque est dorénavant bouchée ; l'autre de largeur a = 0,2 µm est centrée sur
l'axe Ox du canon à électrons.Schéma de l'expérience (vue de coupe)
2.2.1.Quel est le phénomène physique observé ?
2.2.2.À partir du document 3 ci-dessous, déterminer la valeur de l'angle θ, sachant que la distance
séparant la fente de l'écran est D = 35,0 cm. Pour les petits angles, on rappelle que tan θ ≈ θ.
Document 3 : Densité de probabilité de présence des électrons sur l'écran après passage par la fente.
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2.2.3.À partir de la valeur de cet angle, retrouver l'ordre de grandeur de la valeur de la longueur
d'onde de l'onde de matière associée à un électron.quotesdbs_dbs29.pdfusesText_35[PDF] onde de matière définitions
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