Exercices
APPROFONDIR
4. Combien d’atomes détecte-t-on en moyenne pendant 10 minutes ? Trouver l’ordre de grandeur du nombre d’atomes traversant l’appareil et vus par le détecteur pendant 10 minutes.
Conclure en comparant au résultat de la question 1.
5. Il y a des points du plan de détection où la probabilité de détection s’annule par interférence
destructrice. Comment se fait-il que, sur la figure 6.11, le nombre d’atomes détectés ne soit
jamais nul ?
6.11 Principe d’indétermination et complémentarité (PTSI) ()
On réalise l’expérience des fentes de Young avec des photons de longueur d’onde λ que l’on
envoie un à un. La distance entre les fentes est a, la distance entre le plan des fentes et l’écran
de détection est D.
O
M
F 1
F 2
− → u x
− → u z
d
D
a
2
a
2
S
source
écran
1. Dans cette question l’écran de détection est fixe. M est un point de l’écran tel que
− − →
OM =
d − → u x .
a. Décrire ce que l’on observe sur l’écran au fur et à mesure de l’arrivée des photons.
b. Les fentes sont à égale distance de la source et on admet que : F 2 M − F 1 M
ad
D
.
Exprimer le déphasage en M des ondes passant par les deux fentes.
c. Donner l’ordre de grandeur d’une distance caractéristique du phénomène observé sur
l’écran de détection.
2. Dans cette question l’écran est monté sur un dispositif mobile de manière qu’il puisse se
déplacer en translation dans son plan, selon l’axe (Ox). On se place dans le modèle corpusculaire. Quand un photon arrive sur l’écran, l’écran l’absorbe et gagne sa quantité de mouvement selon (Ox). En mesurant la quantité de mouvement de l’écran juste après la détection du
photon, on doit pouvoir savoir de quelle fente il provient. On note p la norme de la quantité
de mouvement du photon.
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4. Combien d’atomes détecte-t-on en moyenne pendant 10 minutes ? Trouver l’ordre de grandeur du nombre d’atomes traversant l’appareil et vus par le détecteur pendant 10 minutes.
Conclure en comparant au résultat de la question 1.
5. Il y a des points du plan de détection où la probabilité de détection s’annule par interférence
destructrice. Comment se fait-il que, sur la figure 6.11, le nombre d’atomes détectés ne soit
jamais nul ?
6.11 Principe d’indétermination et complémentarité (PTSI) ()
On réalise l’expérience des fentes de Young avec des photons de longueur d’onde λ que l’on
envoie un à un. La distance entre les fentes est a, la distance entre le plan des fentes et l’écran
de détection est D.
O
M
F 1
F 2
− → u x
− → u z
d
D
a
2
a
2
S
source
écran
1. Dans cette question l’écran de détection est fixe. M est un point de l’écran tel que
− − →
OM =
d − → u x .
a. Décrire ce que l’on observe sur l’écran au fur et à mesure de l’arrivée des photons.
b. Les fentes sont à égale distance de la source et on admet que : F 2 M − F 1 M
ad
D
.
Exprimer le déphasage en M des ondes passant par les deux fentes.
c. Donner l’ordre de grandeur d’une distance caractéristique du phénomène observé sur
l’écran de détection.
2. Dans cette question l’écran est monté sur un dispositif mobile de manière qu’il puisse se
déplacer en translation dans son plan, selon l’axe (Ox). On se place dans le modèle corpusculaire. Quand un photon arrive sur l’écran, l’écran l’absorbe et gagne sa quantité de mouvement selon (Ox). En mesurant la quantité de mouvement de l’écran juste après la détection du
photon, on doit pouvoir savoir de quelle fente il provient. On note p la norme de la quantité
de mouvement du photon.
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