L'atome de néon : onde ou particule - Académie de Lyon






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PRÉSENTATION TitreLatome de néon : onde ou particule ? Type d'activitéActivité documentaire Objectifs de lactivitéSur le contenu : analyser une expérience récente qui met en évidence la dualité onde-particule dans le cas datomes de néon.
Sur la méthode : travailler la méthode de la synthèse de documents.
Références par rapport au programmeCette activité illustre le thème : « COMPRENDRE » le sous thème « Énergie, matière et rayonnement  » et la partie : Dualité onde-particule en classe de terminale S Notions et contenus : Photon et onde lumineuse.
Particule matérielle et onde de matière ; relation de de Broglie.
Interférences photon par photon, particule de matière par particule de matière.
Compétences exigibles Savoir que la lumière présente des aspects ondulatoire et particulaire.
Extraire et exploiter des informations sur les ondes de matière et sur la dualité onde-particule.
Connaître et utiliser la relation p=h/(.
Identifier des situations physiques où le caractère ondulatoire de la matière est significatif.
Extraire et exploiter des informations sur les phénomènes quantiques pour mettre en évidence leur aspect probabiliste.
Conditions de mise en uvrePrérequis : ondes lumineuses et interférences modèle newtonien de la chute libre Durée : .
mn Contraintes matérielles : aucuneRemarques Cette activité sinscrit dans la progression : activité .
?: mise en évidence expérimentale des quanta de lumière activité .
?: les multiples facettes de la lumière OBJECTIFS DE LACTIVITÉ : Sur le contenu : analyser une expérience récente qui met en évidence la dualité onde-particule dans le cas datomes de néon ; introduire et exploite un critère permettant de reconnaître une situation où le caractère ondulatoire de la matière est significatif.
Sur la méthode : travailler la méthode de la synthèse de documents.
COMMENTAIRES SUR LACTIVITÉ : À propos du choix de la situation étudiée : Lexpérience choisie comme support de cette activité est récente.
On considère souvent que cest la diffraction des électrons dans les cristaux de nickel par Davisson et Germer en .
qui est la première validation des hypothèses de de Broglie.
Cependant cette expérience historique est complexe et fait appel à des notions que les élèves de terminale S ne possèdent pas, en cristallographie notamment.
Le fait marquant est que Davisson et Germer ont retrouvé pour les électrons la loi de Bragg initialement établie pour les rayons X.
Or nos élèves ignorent tout de la loi de Bragg, cette expérience a donc peu de chance de les marquer.
Nous faisons donc le choix dune autre expérience, plus récente, mais dont lexploitation pédagogique est plus aisée et plus directe.
Un prolongement possible : Un calcul théorique de linterfrange est possible.
En effet le document original est le suivant : Léchelle y est indiquée alors que nous lavons effacée dans lénoncé que nous proposons pour les élèves.
Cela permet donc une mesure de linterfrange, quil est possible de comparer au calcul théorique.
Cependant ce dernier est complexe car la longueur donde de de Broglie varie au cours du mouvement de latome, sa vitesse et donc sa quantité de mouvement étant elles-mêmes variables.
Nous renonçons donc à ce calcul.
Lenseignant qui souhaite compléter cette activité avec une partie quantitative peut se référer au "http://cache.
media.
eduscol.
education.
fr/file/PC/.
Dualite_onde-particule_.
pdf" document daccompagnement disponible sur le site Éduscol sur la dualité ondes particules où à "http://pra.
aps.
org/abstract/PRA/v.
i.
pR.
larticle de Fujio Shimizu et al.
Précisons enfin que le choix retenu ici consiste à exploiter la mécanique de Newton pour déterminer la vitesse atteinte par les atomes au moment où ils atteignent la bi-fente.
Ceci permet dillustrer, de manière un peu simpliste mais nous lassumons à ce niveau, un critère permettant de reconnaître une situation

  1. l'atome de néon onde ou particule correction
  2. des capteurs pour observer l'univers activité corrigé
  3. observer l'univers depuis la terre corrigé
  4. interférences avec des atomes froids
  5. des capteurs pour observer l'univers activité correction
  6. rayonnement dans l'univers terminale s
  7. activité rayonnement dans l'univers corrigé
  8. des capteurs pour observer l'univers correction

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