Chapitres 8, 9, 10 et 12 (Examen #3)

PHYSIQUE 203-NYC-05
GUIDE DE TRAVAIL
HIVER-2008
V2.0
CHAPITRE 8 : LA RELATIVITÉ RESTREINTE
1) Expliquer l’effet Doppler relativiste. Expliquer la différence entre l'effet Doppler longitudinal et transversal.
Lire la section 8.9 : « L'effet Doppler en relativité ».
Faire les exercices E24, E26 et E27 ainsi que la question Q13.
2) Appliquer les transformations de vitesses pour connaître la vitesse par rapport à un autre système.
Lire la section 8.12 : « L'addition des vitesses ».
Étudier l'exemple 8.11.
Faire les exercices E38, E39, E40 et E42.
3) Expliquer le principe d'équivalence masse-énergie.
Lire la section 8.13 : « La quantité de mouvement et l'énergie ».
Étudier les exemples 8.12 et 8.13.
Faire les exercices E43, E45, E46 ainsi que les questions R9 et Q15.
CHAPITRE 9 : LES DÉBUTS DE LA THÉORIE QUANTIQUE
1) Définir les termes « corps noir » et « rayonnement du corps noir ». Énoncer l’hypothèse quantique
d’Einstein. Appliquer les lois de Wien, de Stefan-Boltzman et de Planck.
Lire la section 9.1 : « Le rayonnement du corps noir ».
Étudier les exemples 9.1 et 9.2. Répondre à la question Q10 Q11.
Faire les exercices E1, E2, E5 et E6.
2) Décrire ce qu'est l'effet photoélectrique Définir ce qu'est le potentiel d'arrêt et le travail d'extraction.
Calculer l'énergie cinétique des photoélectrons émis. Calculer la fréquence seuil de l'effet photoélectrique.
Lire la section 9.2 : « L'effet photoélectrique ».
Étudier l'exemple 9.4. Répondre aux questions Q1, Q2 et Q4.
Faire les exercices E9, E11, E17, E19 et E24.
3) Décrire l’effet Compton et expliquer pourquoi il confirme l’hypothèse de la quantification du
rayonnement. Appliquer la loi du déplacement de Compton.
Lire la section 9.3 : « L’effet Compton ».
Étudier l'exemple 9.5.
Faire les exercices E28, E29, E32 et E57.
3) Expliquer la formation d'un spectre de raies.
Lire la section 9.4 : « Le spectre des raies ».
4) Expliquer en quoi l’expérience de Rutherford démontre l’existence du noyau atomique.
Lire la section 9.5 : « Les modèles atomiques ».
Étudier l'exemple 9.6.
5) Expliquer le modèle de Bohr et faire le lien avec la formule de Rydberg.
Lire la section 9.6 : « Le modèle de Bohr ».
Étudier les exemples 9.7, 9.8 et 9.10. Répondre aux questions R5, R6, R11 et Q16.
Faire les exercices E39, E41, E42 et E44.
6) Expliquer le principe de la dualité onde-particule de la lumière.
Lire la section 9.7 : « La dualité onde-particule de la lumière ».
CHAPITRE 12 : LA PHYSIQUE NUCLÉAIRE
1) Définir numéro atomique, nombre de Masse, isotope et unité de masse atomique.
Lire la section 12. 1 « La structure du noyau ».
Étudier les exemples 12.1 et 12.2. Répondre à la question R1.
Faire les exercices E1, E2, E3 et E7.
2) Décrire quelles forces sont en cause dans les noyaux. Calculer l'énergie de liaison d'un noyau. Décrire la
courbe d'énergie de liaison moyenne par nucléon et la courbe de stabilité des noyaux.
Lire la section 12.2 : « L'énergie de liaison et la stabilité des noyaux ».
Étudier l'exemple 12.3. Répondre aux questions R2, R4, R5, Q2, Q3, Q13 et Q19.
Faire les exercices E11, E13 et E16.
3) Définir ce qu'est une particule , , . Décrire la désintégration . Calculer l'énergie de désintégration
.Décrire la désintégration +, -. Calculer l'énergie de désintégration +, -. Décrire la désintégration .
Lire la section 12.3 : « La radioactivité ».
Étudier l’exemple 12.4. Répondre aux questions Q4, Q5, Q10 et Q15.
Faire les exercices, E20, E21, E26 et E36.
4) Définir ce qu'est la constante de désintégration. Calculer le nombre de noyaux encore actifs après un temps
donné. Calculer la demi-vie d'une substance. Définir ce qu'est l'activité d'une substance. Calculer le taux de
désintégration d'une substance en fonction du temps. Expliquer le principe à la base de la datation au
carbone 14.
Lire la section 12.4 : « La loi de désintégration radioactive ».
Étudier les exemples 12.5 et 12.6. Répondre aux questions Q11 et Q15.
Faire les exercices E17, E19, E22, E23, E25 et E28.
5) Définir ce qu'est une réaction nucléaire. Calculer l'énergie de réaction Q.
Lire la section 12.5 : « Les réactions nucléaires ».
Faire les exercices E41, E42, E44 et E45.
6) Décrire ce qu'est le phénomène de fission.
Lire la section 12.6 : « La fission ».
Répondre aux questions Q22 et Q16
Faire les exercices E48 et E52.
7) Décrire de qu'est le phénomène de fusion
Lire la section 12.7 : « La fusion ».
Faire les exercices E55 et E58.
CHAPITRE 10 : LA MÉCANIQUE ONDULATOIRE
1) Énoncer et expliquer l’hypothèse de Broglie. Interpréter les postulats de Bohr en fonction de l’hypothèse
de Broglie. Définir « onde de matière ». Appliquer ces notions pour résoudre divers problèmes. Décrire le
phénomène de diffraction des électrons.
Lire la sections 10.1 : « Les ondes de Broglie » .
Étudier l’exemple 10.1. Répondre aux questions R1, R2, Q1 et Q5.
2) Décrire le phénomène de diffraction des électrons.
Lire la section 10.2 : « La diffraction des électrons »
Faire les Exercices E1, E3, E6, E15 et E17.
3) Définir les termes suivants : « fonction d’onde », « onde de probabilité », « densité de probabilité »,
« amplitude de probabilité » et « fonction d’onde normalisée ». Expliquer la différence entre la physique
classique et la physique quantique du point de vue du déterminisme.
Lire la section 10.4 : « La fonction d’onde ».
4) Décrire les fonctions d’onde d’une particule dans une boîte et savoir calculer son énergie et les autres
grandeurs. Expliquer l’effet tunnel.
Lire la section 10.5 : « Applications de la mécanique ondulatoire ».
Étudier les exemples 10.2 et 10.3.
Faire les exercices E18, E21, E22 et E35.
5) Énoncer, sous ses deux formes, le principe d’incertitude de Heisenberg. Citer deux situations
expérimentales qui démontrent ce principe. Appliquer ce principe pour résoudre divers problèmes.
Lire la section 10.6 : « Le principe d’incertitude de Heisenberg ».
Étudier l'exemple 10.4. Répondre aux questions R3, R4 et R5.
Faire les exercices E25, E26, E27 et E28.
6) Énoncer le principe de complémentarité. Interpréter le résultat de l’expérience de Young réalisée avec des
particules. Connaître l’histoire du développement de la mécanique quantique.
Lire la section 10.7 : « La dualité onde particule ».