Transferts quantiques d’énergie et dualité onde-particule Chapitre

15

Activités
1

Ondes ou particules ? Les physiciens n’y voient pas clair au début du XXe siècle (p. 376)

1
XVIIe
XVIIIe

siècle

NEWTON

Modèle particulaire

et XIXe siècles

YOUNG, FRESNEL, MAXWELL

Modèle ondulatoire

XXe

siècle

EINSTEIN, suite à l’expérience de HERTZ
(notamment), LEWIS

Modèle particulaire quantifié

XXIe

siècle

DE BROGLIE

Dualité onde-particule

2 a. L’effet photoélectrique s’explique par l’aspect particulaire de la lumière.
b. Les interférences s’expliquent par l’aspect ondulatoire de la lumière.
3 L’observation des résultats expérimentaux conduit

2

5 a. L’énergie d’un photon est donnée par :

Ᏹ = h$o= h$c m Dans cette expression, on parle d’énergie quantifiée d’un photon (aspect particulaire de la lumière) et λ est la longueur d’onde (aspect ondulatoire de la lumière).
b. Plus λ est grande, plus Ᏹ est petite ; la formule confirme l’ex- Manuel numérique pression écrite en italique dans le
Animation : Effet photoélectrique. texte.

2.0

à l’élaboration d’un modèle permettant de comprendre un phénomène.
De nouveaux résultats peuvent conduire, après leur validation à la modification ou à l’abandon de ce modèle. La nouvelle théorie proposée doit être compatible avec toutes les observations expérimentales faites à ce jour (et doit pouvoir les expliquer).

4 La lumière présente un aspect ondulatoire et un aspect particulaire.

De la dualité onde-particule à l’aspect probabiliste de la mécanique quantique (p. 377)

1 Dans chacune des expériences, on utilise des fentes d’Young parallèles. La première figure d’interférences est obtenue en éclairant les fentes de façon continue avec un laser. Dans les deux autres, les fentes sont bombardées photon par photon (doc. 3) ou électron par électron (doc. 4). Les figures du document 4 sont obtenues lors de trois expériences de durées plus ou moins grandes.
2 La détection des photons, à des endroits précis, semble montrer l’aspect