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Chapitre 17 : Transferts TXMQPLTXHV G·pQHUJLH HP GXMOLPp RQGH- particule
Connaissances et compétences :
- Associer un domaine spectral à la nature de la transition mise en jeu. - Savoir que la lumière présente des aspects ondulatoire et particulaire.- Extraire et exploiter des informations sur les ondes de matière et sur la dualité onde-particule.
- Connaître et utiliser la relation p = h/O.- Identifier des situations physiques où le caractère ondulatoire de la matière est significatif.
- Extraire et exploiter des informations sur les phénomènes quantiques pour mettre en évidence leur
aspect probabiliste.- Extraire et exploiter des informations sur un dispositif expérimental permettant de visualiser les
atomes et les molécules. - Évaluer des ordres de grandeurs relatifs aux domaines microscopique et macroscopique. I. Aspect ondulatoire ou particulaire de la lumière Activité documentaire 1 p 376 : " Ondes ou particules ? »1. Comportement ondulatoire ou particulaire de la lumière
3 sont des manifestations du comportement ondulatoire de la
lumière. lumière. La lumière est alors décrite comme un flux de photons. Un photon est une particule non chargée de masse nulle transportant2. Dualité onde-particule de la lumière
comportement de la lumière : la lumière se comporte plutôt comme une onde ou plutôt comme une
associée par : E en joule (J), h constante de Planck en J.s (h = 6,63.10-34 J.s), Q en hertz (Hz) et O en mètre.II. Particules et onde de matière
Activités documentaires 2 p377 + 4 p380-3811. Relation de De Broglie
Les objets microscopiques GH OM PMPLqUH pOHŃPURQV SURPRQV " SUpVHQPHQP ŃRPPH OM OXPLqUH XQ double aspect ondulatoire et particulaire. quantité de mouvement p de la particule par la relation de de Broglie :L
p en kg.m.s-1, h constante de Planck en J.s, O en mètre. 2.La constante de Planck étant très petite, les objets macroscopiques sont associés à des longueurs
III. Aspect probabiliste des phénomènes quantiques Activité documentaire 2 p377
Les phénomènes quantiques interviennent dans le domaine microscopique de la matière lorsque la
a. Temps de pose le plus court ; d. temps de pose le plus long.IV. Comment fonctionne un laser
Activité : " Fonctionnement et applications du LASER » (amplification lumineuse par émission stimulée de rayonnement). 1.2. Emission spontanée (rappel)
spontanément un photon de fréquence Q en passant à un état direction aléatoire.3. Emission stimulée
en émettant un photon de même énergie Ep En. que les photons incidents.4. Inversion de population
inversion de population, c'est-à-dire maintenir la majorité des atomes dans un état excité : cette
opération est appelée pompage optique.5. Amplification
Le laser produit une lumière très directive. Pour obtenir ce faisceau, photons identiques produits par émission stimulée. Les pertes (photons disparus ou absorbés par les parois) sont compensées parSeuls les photons qui se déplacent dans la direction perpendiculaire aux miroirs peuvent sortir de la
cavité laser : les miroirs ont ainsi pour effet de sélectionner la direction des photons.6. Propriétés du laser
x Monochromaticité : tous les photons émis ont même fréquence. concentrant leur énergie dans un pinceau très étroit.à impulsion)
V. Domaine spectral et transitions quantiques
Comme les atomes, toutes les entités (molécules, ions, noyaux) possèdent des énergies quantifiées.
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