PHYSIQUE Transferts quantiques, dualité onde particule
Sujet Corrigé

Métropole 09/2017

Exercice 2 Interférences de molécules (11 points)
Description : Connaître et exploiter les conditions d'interférences constructives et destructives pour des ondes monochromatiques.
Pratiquer une démarche expérimentale visant à étudier ou utiliser le phénomène de diffraction dans le cas des ondes lumineuses.
Connaître et exploiter les trois lois de Newton ; les mettre en oeuvre pour étudier des mouvements dans un champ de pesanteur uniforme.
Connaître et utiliser la relation de de Borglie p = h / lambda
Définir la quantité de mouvement d'un point matériel.

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Liban 2017

Exercice 3 Interférences avec des atomes froids (5 points)
Description : Choisir un référentiel d'étude.
Connaître et exploiter les trois lois de Newton ; les mettre en oeuvre pour étudier des mouvements dans un champ de pesanteur uniforme.
Extraire et exploiter des informations sur les ondes de matière et sur la dualité onde-particule. Définir la quantité de mouvement d’un point matériel.
Connaître et utiliser la relation de de Broglie p = h/λ

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Amérique du nord 2014

Exercice 1 Ondes et particules (6 points)
Description : Connaître et exploiter les conditions d'interférences constructives et destructives pour des ondes monochromatiques.
Extraire et exploiter des informations sur les phénomènes quantiques pour mettre en évidence leur aspect probabiliste.
Incertitudes.
Connaître et utiliser la relation p = h/lambda
Savoir que l'importance du phénomène de diffraction est liée au rapport de la longueur d'onde aux dimensions de l'ouverture ou de l'obstacle. Connaître et exploiter la relation thêta = lambda/a.

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Pondichéry 2013

Exercice 1 Protons énergétiques (5,5 points)
Description : interactions fondamentales (1S), énergie cinétique, relativité et muons, dualité onde-corpuscule.

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Nouvelle Calédonie 11/2014

Exercice 1 ChemCam (5 points)

Description : Connaître les principales propriétés du laser.
Connaître les limites en longueur d’onde dans le vide du domaine visible et situer les rayonnements infrarouges et ultraviolets.(1S)
Transferts quantiques d'énergie: Connaître les relations lambda= c/nu et DE =h.nu et les utiliser pour exploiter un diagramme de niveaux d’énergie. (1S)

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Asie 2016

Exercice 2 Les LIDAR (10 points)
Description : Connaitre les principales propriétés du laser (directivité, monochromaticité, concentration spatiale et temporelle de l'énergie).
Notion de quantum d'énergie : connaître et savoir utiliser la relation et l'utiliser pour exploiter un diagramme de niveaux d’énergie (1ère S).
Connaître et exploiter la relation entre retard, distance et vitesse de propagation (célérité).
Connaître les limites du spectre visible et placer les UV et les IR (1ère S). Exploiter un spectre UV-visible-IR.
Définir une onde mécanique (progressive).
Évaluer l'incertitude de répétabilité à l'aide d'une formule d'évaluation fournie. Exprimer le résultat d'une opération de mesure par une valeur issue éventuellement d'une moyenne et une incertitude de mesure associée à un intervalle de confiance. Evaluer, à l'aide d'une formule fournie, l'incertitude d'une mesure obtenue lors de la réalisation d'un protocole dans lequel interviennent plusieurs sources d'erreurs. Maîtriser l'usage des chiffres significatifs et l'écriture scientifique. Commenter le résultat d’une opération de mesure en le comparant à une valeur de référence. Effet Doppler : savoir comment évoluent la longueur d'onde, la période et la fréquence perçues par le récepteur quand la distance émetteur-récepteur varie.

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Métropole 2015

Exercice 3 Micro-texturation de surface par un laser femtoseconde (5 points)
Description : Connaître et exploiter la relation entre la période ou la fréquence, la longueur d'onde et la célérité. Energie d'un photon.

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Antilles 2016

Exercice 1 Les rayons X, outil d'investigation (6 points)
Description : Connaître et exploiter les relations vectorielles F = q.E et P = m.g (1S)
Identifier la direction et le sens du champ électrostatique E dans un condensateur plan (1S)
Connaître et exploiter les trois lois de Newton ; les mettre en œoeuvre pour étudier des mouvements dans des champs de pesanteur et électrostatique uniformes.
Établir et exploiter les expressions du travail d’'une force constante (force de pesanteur, force électrique dans le cas d’un champ uniforme).
Analyser les transferts énergétiques au cours d’'un mouvement d’'un point matériel.
Extraire et exploiter des informations relatives à une situation concrète où le caractère relatif du temps est à prendre en compte.
Connaître la relation de Planck E=h.nu (1S).
Connaître et exploiter les conditions d’interférences constructives et destructives pour des ondes monochromatiques.

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Centres étrangers 2016

Exercice 1 Ondes et électrons (6 points)
Description : Savoir que l'importance du phénomène de diffraction est liée au rapport de la longueur d’onde aux dimensions de l'’ouverture ou de l'’obstacle.
Identifier les situations physiques où il est pertinent de prendre en compte le phénomène de diffraction.
Extraire et exploiter des informations sur les ondes de matière et sur la dualité onde-particule. Connaître et utiliser la relation p = h/lambda.
Connaître et exploiter les trois lois de Newton ; les mettre en oeœuvre pour étudier des mouvements dans un champ électrostatique uniforme.
Extraire et exploiter des informations sur un dispositif expérimental permettant de visualiser les atomes et les molécules.
1ère S: Champ électrique, force électrique, connaître les limites du spectre visible.

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