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 2 - 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 ?