l`enigme fondamentale

L'ENIGME FONDAMENTALE
Questions - Réponses
1. Quelle est la conclusion à laquelle a abouti l’expérience des fentes d’Young faite avec la lumière ?
La lumière est une onde.
2. D’autres expériences ont pu prouver que la lumière possède un autre aspect. Quel est cet aspect ?
Un aspect corpusculaire
3. Comment appelle-t-on les particules qui composent la lumière ? Quel physicien leur a donné ce nom ?
Les photons. Einstein.
4. Quelle est cette nouvelle physique qui permet d’expliquer les résultats de l’expérience des fentes
d’Young ?
La physique quantique.
5. Pour apporter sa contribution à la physique quantique, en 1924, le physicien français Louis de Broglie
propose un nouveau modèle. Quelle est l’équation qui a été proposée par Louis De Broglie ?
D’après le texte : « longueur d’onde x quantité de mouvement = constante de Planck »
 x p = h
6. Louis de Broglie proposa que cette loi soit universelle. En quoi consiste cette universalité ?
Toute particule, dotée d'une masse m et d’une vitesse v, a nécessairement une longueur d'onde ,
calculable grâce à :  h/p.
7. Des expériences ont pu être réalisées pour valider l’hypothèse de Louis De Broglie. De quelles
expériences s’agit-il ?
Des expériences de calcul de la longueur d’onde associée à un électron.
8. Domaine d’intervention de la physique quantique
8.1. Déterminer la longueur d’onde associée à un électron, animé d’une vitesse de 106 m.s-1.
 h/m.v = (6,63 x 10-34) / (9,10 x 10-31 x 106) = 7,28 x 10-10 m (ordre de grandeur de celle des rayons X)
8.2. Déterminer la longueur d’onde associée à un corps de masse m = 1,00 kg et animé d’une vitesse de 1,00
m.s-1.
 h/m.v = (6,63 x 10-34) / (1,00 x 1,00) = 6,63 x 10-34 m, ce qui est inaccessible à l’expérience.
8.3. Pourquoi finalement la physique quantique reste-t-elle limitée au monde de l’infiniment petit ?
Données : Masse d’un électron me- = 9,10 x 10-31 kg Constante de Planck : h = 6,63 x 10-34 J.s.
Pour les objets macroscopiques, le caractère ondulatoire n’a pratiquement aucune influence.
Lorsque la longueur d’onde est comparable aux dimensions de l’objet, c’est le cas d’un électron, alors les effets
quantiques ne sont pas négligeables.
Le caractère ondulatoire des particules est d’autant plus prononcé que la longueur d’onde associée à la
particule est grande, c'est-à-dire, d’après la formule  h/m.v , que la masse est très faible : c’est le cas
d’un électron.
(Pour un corps macroscopique, il faudrait utiliser des obstacles de diffraction d’une dimension largement
inférieur à la taille des protons !)
9. Quelle conclusion faut-il retenir de ces expériences ?
Tout dans l’Univers est à la fois onde et particule.