Quizz Mécanique Quantique

Optimal Sup-Spé. Le n°1 en Sup-Spé
Quizz Mécanique Quantique
Préparation ITPE Interne - Concours 2016-2017
I.
Laser
La lumière d’un faisceau laser est émise par des atomes effectuant une transition entre deux niveaux d’énergie
distants de 2.28 eV. Quelle est la couleur du laser ? Ce laser de classe 3b possède une puissance de 200 mW. Évaluer le
nombre de photons émis par seconde.
II.
« Mais, M’sieur l’Agent ! »
Un radar autoroutier flash une voiture de masse M “ 1.3 t roulant à 140 km h´1 sur l’autoroute. L’éclair du flash
dure un centième de seconde.
1) Quelle est l’indétermination sur la position de la voiture ?
2) Le chauffeur peut-il, sous couvert d’arguments quantiques, discuter l’amende pour excès de vitesse ?
III.
Expérience de G.P. Thomson
Dans l’expérience du britannique G.P. Thomson, un faisceau d’électrons monocinétiques est envoyé sur une mince
feuille de métal. Les électrons sont accélérés par une différence de potentiel (une tension) de l’ordre du kilovolt. Sur
une plaque photographique placée derrière la cible, G.P. Thomson obtient une figure de diffraction. Il mène ensuite
la même expérience en remplaçant le faisceau d’électrons par une source de rayon X. La figure suivante représente
les anneaux concentriques obtenus obtenus par diffraction sur un mince feuillet métallique de rayon X (à gauche) et
d’électron (à droite).
Optimal Sup/Spé - 11, rue Geoffroy l’Angevin 75004 Paris - tel : 01.40.26.78.78 - www.optimalsupspe.fr
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- Concours 2016-2017
1) En quoi l’expérience présentée ci-dessus confirme-t-elle la nature ondulatoire de la matière ?
2) Un électron, de charge q “ 1.6 10´19 C et de masse m “ 9.1 10´31 k, soumis à une différence de potentiel U
acquiert une énergie cinétique eU . Établir la relation approchée :
U λ2 » 1.5 .
3) Estimer la longueur d’onde des électrons utilisés dans l’expérience. Est-il judicieux d’avoir comparé cette expérience sa jumelle qui utilise des rayons X ?