[PDF] Chapitre 54 – L’onde de probabilité et le principe d’incertitude

6 v7 Quantité de mouvement et moment cinétique

Conservation de la quantité de mouvement Considérons deux corps qui effectuent un choc : i) la quantité de mouvement totale vaut p i = p 1 + p 2 1 2 p 1 p 2 p' 2 p' 1 i) f) choc) Supposons que la collision dure δt La force que 1 exerce sur 2 est égale et opposée à celle que 2 exerce sur 1 F 1 = −F 2 L'impulsion sur 1 : F 2 δt = p' 1

Leçon 1 – Conservation de la quantité de mouvement

variation de la quantité de mouvement d’un autre objet Tu as également vu qu’il y a conservation de la quantité de mouvement totale d’un système fermé et isolé dans une collision Maintenant, partant de ta découverte que la variation de la quantité de mouvement d’un objet est égale et opposée à celle d’un autre, établis

INTRODUCTIONAUMONDEQUANTIQUE: DUALITÉONDE-PARTICULE

une collision entre deux particules Au cours de cette collision l’énergie et la quantité de mouvement doivent être conservées L’électron ayant une énergie plus grande après le choc qu’avant le choc (il acquiert de l’énergie cinétique), le photon diffusé doit donc avoir une

Quantité de mouvement relativiste (2)

– Quantité de mouvement totale conservée – Energie cinétique pas conservée de l’énergie potentielle est libérée sous forme d’énergie cinétique Z0 quark +antiquark +gluon hadrons Z0 q q g hadrons temps de vie moyen du neutron = 15 min neutron proton +électron +antineutrino Attention: « taux de change » très élevé:

DevoirSurveillé7–Physique-Chimie

mouvement(ousonimpulsion) L’impulsiondusystème{champmagnétique+électron}estdéfinie comme la somme de la quantité de mouvement de l’électron et de la quantité de mouvement g em

La quantité de mouvement du photon

La quantité de mouvement du photon En 1905, Albert Einstein a réactualisé la notion corpusculaire de la lumière en introduisant la notion de photon comme étant la particule transportant l’énergie du champ électromagnétique Puisque le photon est une particule, on peut lui attribuer une quantité de mouvement

Mouvements d’une particule chargée

(quantité de mouvement), " et , $ Montrer que la période 1 $ est indépendant de # $ Dessiner la trajectoire orientée et le champ , $ dans le cas "

Chapitre 54 – L’onde de probabilité et le principe d’incertitude

particules transportant une quantité de mouvement pouvaient être p caractérisée par une longueur d’onde ce qui provoque une λ dualité onde-particule pour des particulesayant une masse que le autre photon Puisque le photon se comporte comme une onde tout en transportant une quantité de mouvement, l’hypothèse de généraliser les

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Chapitre 5.4 - L'onde de probabilité et le

principe d'incertitude

L'interférence du photon

Les travaux de Compton porte à croire que le photon possède d'avantage un comportement corpusculaire qu'ondulatoire. Il ne faut pas oub lier que l'expérience de Young à démontrer un comportement ondulatoire pour la lumière correspondant à un très grand flot de photons. La question suivante semble tout à fait légitime : Est-ce que le comportement ondulatoire de la lumière est uniquement observable lorsqu'il y a plusieurs photons pour interférer ensemble ? Pour analyser le comportement ondulatoire d"un seul photon, nous pouvons construire une source de

lumière permettant de " lancer un photon à la fois » sur un écran. Sans obstacle, ceux-ci termineront

tous leur trajectoire sensiblement au même endroit. Par contre, si l"on force ces photons à traverser un système de deux fentes rectiligne comme dans l"expérience de Young avec un laser, ceux- ci seront détectés à plusieurs endroits différents (voir image ci -contre). Au début, le site de détection de chacun des photons semblent être aléatoire, mais après plusieurs détections, nous reconstruisons la

figure d"interférence de Young combinée (diffraction et interférence) équivalente à avoir

" lancé tous les photons en même temps ». Accumulation " un photon à la fois », après interférence sur deux fentes circulaires tel que a < Ȝ Ȝ. C onc l us i on de l e xp r i e nc

e : Il y a interférence du photon avec lui-même. L'onde associée à un photon traverse les deux

fentes ce qui permet aux deux fentes de se comporter comme deux sources cohérentes. Il y a donc diffraction suivie d'une interférence causé par la différence de marche des deux fentes. Le photon est capté sur l'écran à un endroit dicté par une probabilité de présence . La fonction de

probabilité dépend de la longueur d'onde du photon, de la distance d entre les deux fentes et de

la largeur a des fentes. Il y a une probabilité de présence élevée au maximum centrale et aux maximums du patron d'interférence de Young.

Il y a une probabilité de présence faible près des minimums du patron d'interférence de Young.

Patron d"interférence à plusieurs photons Patron d"interférence à un photon

Le patron décrit comment

l'intensité

énergétique

des photons est distribuée sur un écran.

Le patron décrit la

probabilité qu"à un photon d'être capté à un endroit particulier sur l"écran.

Référence

: Marc Séguin, Physique XXI Tome C Page 1

Note de cours rédigée par : Simon Vézina

La longueur d'onde de de Broglie

En 1924, le français Louis Victor de Broglie émet l'hypothèse que toutes particules transportant une quantité de mouvement p pouvaient être caractérisée par une longueur d"onde ce qui provoque une dualité onde-particule pour des particules ayant une masse autre que le photon. Puisque le photon se comporte comme une onde tout en transportant une quantité de mouvement, l'hypothèse de généraliser les phénomènes ondulatoires à toutes les particules semblait plausible.

Louis de Broglie

(1892-1987) La longueur d"onde de de Broglie fut confirmée trois ans plus tard après avoir observé la diffraction des électrons dans un réseau cristallin 1 Louis de Broglie remportera le prix Nobel de physique en 1929 pour sa découverte et C. Thomson et G. Davisson obtiendront le prix Nobel de physique en 1937 pour les expériences confirmant la théorie.

Figure d"interférence après diffraction

des électrons.

La longueur d"onde Ȝ de de Broglie d'une particule correspond à la constante de Planck h divisée par

la quantité de mouvement p transporté par la particule : p h p oquotesdbs_dbs12.pdfusesText_18