Terminale Scientifique > Physique-Chimie > Comprendre : Énergie, matière et rayonnement > Dualité onde-particule

Exercice d'application


Observer : Ondes et matière

  • Exercice : Dualité onde-particule

    En 1992, des physiciens japonais ont réalisé une expérience d'interférences d'atomes froids dans des fentes d'Young.

    Les atomes (de néon) sont initialement piégés dans des ondes stationnaires laser puis ils sont lâchés en chute libre au travers de deux fentes de Young de 2 µm de large, distantes de $6$ µm. La longueur d'onde de De Broglie vaut environ $15$ nm pour ces atomes de néon.

    Les fentes sont à $85$ cm de l’écran de détection, donc l’aspect obtenu est :

    eb36355e5cc3fcc61832fb26283091a4ebfa13c1.png

    1) Cette expérience montre deux aspects des atomes de néon. Quels sont-ils et comment se manifestent-ils ?

     

    2) Pour une figure d'interférences comme celle qui est proposée ici, on rappelle que  :

    $\lambda= \dfrac{i \times a}{D}$, où $\lambda$ désigne la longueur d’onde, $i$ désigne la valeur de l’interfrange, et $D$ la distance écran-fente, le tout en $m$.

    Estimer la valeur de la longueur d'onde de l'onde de matière associée aux atomes de néon.

     

    3) La valeur obtenue est-elle cohérente avec celle donnée en début d'exercice ? Expliquer.

      

    4) Donner la vitesse des atomes de néon.

    Données : masse molaire de l’atome de néon = 3.3 x 10-26 kg ; h = 6.63 x 10-34 J/s.

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