QUESTIONS DE COURS DE CETTE SEMAINE |
Q1
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Quand la lumière se comporte comme des particules…
– Décrire l’expérience de l’effet photoélectrique. Quel aspect en particulier de cette expérience a nécessité d’introduire la notion de photon ? Expliquer pourquoi.
– Donner les relations de Planck-Einstein (énergie, et quantité de mouvement d’un photon). |
Q2
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Quand les particules matérielles se comportent comme des ondes…
– Dire tout ce que vous savez sur l’expérience d’interférences (fentes d’Young) avec particules matérielles. Puis discussion avec l’interrogateur.
– Donner la relation de De Broglie. |
Q3
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Définir la fonction d’onde
d’une particule quantique (lien avec la probabilité de présence). |
Q4
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Qu’appelle-t-on « l’énergie de point zéro » en mécanique quantique ?
En utilisant le principe d’indétermination de Heisenberg, déterminer une valeur approchée (OdG) de l’énergie de point zéro d’une particule de masse
piégée dans un puits rectangulaire infini de largeur
. |
Q5
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(Révision chapitre B7)
Déterminer les longueurs d’ondes propres
et les fréquences propres
des ondes stationnaires sur une corde vibrante de longueur
fixée à ses deux extrémités (on notera
la célérité des ondes sur la corde). |
Q6
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En faisant une analogie avec la corde vibrante, déterminer les niveaux d’énergie discrets d’une particule de masse
piégée dans un puits rectangulaire infini de largeur
. |
Q7
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Énoncer le théorème de l’énergie cinétique :
– sous forme différentielle,
– sous forme intégrale (entre deux positions
et
),
– et sous forme dérivée (appelé aussi « théorème de la puissance cinétique »).
Puis : le démontrer (à partir du PFD). |
Q8
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Énoncer le théorème de l’énergie mécanique :
– sous forme différentielle,
– sous forme intégrale (entre deux positions
et
),
– et sous forme dérivée (appelé aussi « théorème de la puissance mécanique »).
Puis : le démontrer (à partir du TEC). |
Q9
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a) Donner la relation entre une force conservative
et l’énergie potentielle
associée.
b) Application : grâce à cette relation, déterminer l’expression de l’énergie potentielle de pesanteur
associée au poids :
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Q10
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a) Donner la relation entre une force conservative
et l’énergie potentielle
associée.
b) Application : grâce à cette relation, déterminer l’expression de l’énergie potentielle élastique
associée à la force de rappel d’un ressort :
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Q11
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a) Donner la relation entre une force conservative
et l’énergie potentielle
associée.
b) Application : grâce à cette relation, déterminer l’expression de l’énergie potentielle gravitationnelle
associée à la force gravitationnelle :
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Q12
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a) Donner la relation entre une force conservative
et l’énergie potentielle
associée.
b) Application : grâce à cette relation, déterminer l’expression de l’énergie potentielle électrostatique
associée à la force électrostatique :
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Q13
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a) Donner la relation entre une force conservative
et l’énergie potentielle
associée.
b) Application : grâce à cette relation, déterminer l’expression de l’énergie électrostatique
associée à la force électrostatique (pour un champ électrique uniforme) :
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Q14
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On considère un mouvement conservatif à 1 degré de liberté
.
- Justifier qu’une position d’équilibre correspond à un extremum d’énergie potentielle
.
- Puis justifier que cet équilibre est stable si cet extremum est un minimum.
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Q15
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Montrer qu’il est possible d’approximer un mouvement au voisinage d’une position d’équilibre stable par un oscillateur harmonique.
Que vaut la pulsation des petites oscillations autour de cet équilibre ? |
Q16
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Expliquer pourquoi un champ magnétique peut dévier la trajectoire d’une particule chargée mais ne peut pas modifier la norme de sa vitesse (une démonstration est demandée). |
Q17
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Comment peut-on faire en pratique pour générer un champ électrique
uniforme ? |
Q18
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Une particule chargée
et de masse
, initialement immobile en
, est accélérée par une tension (différence de potentiel)
appliquée entre deux plaques
et
. Par un bilan énergétique, déterminer sa vitesse atteinte en
. |
Q19
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Déterminer le rayon de la trajectoire d’une particule chargée dans un champ magnétique uniforme dans le cas où le vecteur-vitesse initial est perpendiculaire au champ magnétique, en admettant que cette trajectoire est circulaire. |
Q20
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Citer une application concrète (au choix) du mouvement de particules chargées dans un champ électrique, ou magnétique, ou les deux.
Expliquer sommairement le fonctionnement. |