Cours Activités Et Exercices De Sciences En Première Et Terminale Bac Pro, Diffraction Et Interférences Avec Des Neutrons Froidsfroids

Wed, 03 Jul 2024 12:32:55 +0000
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2. Quelle relation mathématique lie les grandeurs physiques p, m et v F au niveau de la fente? Préciser l'unité de chaque grandeur. 2. 3. Montrer que, dans le modèle de de Broglie, la longueur d'onde λ th associée à un atome de Néon, au niveau de la double fente, est égale à, 6 -. 2. 4. À partir du document fourni en annexe à rendre avec la copie, déterminer, avec le plus de précision possible, la valeur de l'interfrange. 2. 5. Déterminer, parmi les propositions suivantes, la formule qui permet de calculer l'interfrange à partir des caractéristiques de l'expérience. Préciser la méthode utilisée. Les atomes froids : un outil pour explorer le monde quantique — CultureSciences-Physique - Ressources scientifiques pour l'enseignement des sciences physiques. \(\displaystyle\mathrm{ i = \frac{λ \ D}{d}} \) \(\displaystyle\mathrm{ i = \frac{λ^2 \ d}{D}} \) \(\displaystyle\mathrm{ i = \frac{D \ d}{λ^2}} \) 2. 6. En déduire la valeur expérimentale de la longueur d'onde de de Broglie, λ exp, associée aux atomes de Néon. 2. 7. Comparer les longueurs d'onde λ exp et λ th. 2. 8. Analyse des résultats 2. Après les deux fentes, la mécanique classique ne peut plus être utilisée.

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En 1992, des physiciens japonais de la Nippone Electronics (NEC) ont réalisé une expérience d'interférences d'atomes froids dans des fentes d'Young. Les atomes, des 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 μ m de large, distantes de 6 μ m. Interference avec des atomes froids les. La longueur d'onde de De Broglie vaut environ 15 nm pour ces atomes de néon. La manipulation est schématisée ci-dessous: Cette expérience montre deux aspects des atomes de néon. Quels sont-ils et comment se manifestent-ils?

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Selon le modèle des gaz parfaits, une description de la répartition des vitesses des atomes par la statistique de Maxwell-Boltzmann permet d'obtenir le résultat suivant: où est la vitesse quadratique des atomes de l'assemblée et la constante de Boltzmann. Atteindre des températures proches du zéro absolu (0 K) consiste donc à faire tendre vers zéro les vitesses des atomes. Etudier une interférence d'atomes - TS - Problème Physique-Chimie - Kartable - Page 2. Il suffit en conséquence d'exercer sur chaque atome de l'assemblée une force proportionnelle à sa vitesse, opposée à elle, de la forme: En effet, en négligeant l'action de la pesanteur, il s'ensuit d'après l'équation de la dynamique: soit: Remarque: a priori, selon la relation dynamique ci-dessus, il n'y a pas de limite à la diminution de la vitesse des atomes, donc de la température. Nous verrons qu'il existe en réalité un autre terme constant dans la relation régissant l'évolution de la vitesse quadratique et donc de la température, qui entraîne l'existence d'un seuil des températures accessibles. Interaction d'un atome avec un rayonnement incident résonnant [ modifier | modifier le code] On considère un atome dans un faisceau laser incident résonnant: sa fréquence peut permettre une transition atomique entre deux niveaux d'énergie et, soit Les phénomènes d'absorption et d'émission spontanée peuvent donner naissance à une force qui pousse l'atome dans le sens de propagation de l'onde, et permet donc de le manipuler.

Une interaction appropriée avec un photon peut par exemple faire passer un atome de son état quantique initial à une superposition de deux états quantiques différents, ce qui signifie que l'onde atomique initiale se voit dédoublée en deux ondes de caractéristiques différentes. Une interaction ultérieure avec la lumière peut faire l'inverse, c'est-à-dire recombiner les deux ondes; on obtient alors des interférences. Comme on l'a vu, les techniques laser permettent aussi de ralentir et refroidir des atomes. Or quand la vitesse d'un atome diminue, sa longueur d'onde augmente. Et plus celle-ci est grande, plus les effets ondulatoires sont faciles à mettre en évidence. Interference avec des atomes froids de la. Par exemple, une expérience d'interférences atomiques réalisée par une équipe japonaise en 1992 a consisté à immobiliser et refroidir avec une mélasse optique une assemblée d'atomes de néon, puis à laisser tomber en chute libre ce nuage d'atomes au-dessus d'une plaque percée de deux fentes microscopiques.