Mécanique quantique, dualité onde-particule

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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



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.

Points
11 points
Durée
1 heure 50 minutes

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 œuvre pour étudier des mouvements dans un champ électrostatique uniforme.



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 œœuvre 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.


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Difficulté

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).



Connaître et exploiter la relation entre la période ou la fréquence, la longueur d'onde et la célérité. Energie d'un photon.

Points
5 points
Durée
50 minutes

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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Difficulté

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


Points
5 points
Durée
50 minutes

interactions fondamentales (1S), énergie cinétique, relativité et muons, dualité onde-corpuscule.