5.1. Schéma
Le faisceau issu de S est diffracté par et
5.2. Observations sur l'écran
On observe une alternance de franges brillantes et de franges obscures due à des interférences lumineuses résultant de la superposition des ondes lumineuses issues des sources synchrones et cohérentes et
.
Par interférence constructive on obtient des franges brillantes, par interférences destructives les franges obscures.
5.3.
5.3.1. Expréssion de l'interfrange
5.3.2. Distance a
A.N. a = 2,8 mm
5.4.
5.4.1. Position d'une frange brillante par rapport à 0 sur l'écran avec
5.4.2. Franges centrales données par quelque soit
les franges centrales coïncident.
5.4.3. Longueur d'onde
Au point où les franges brillantes coïcident, on a :
A.N.
5.1 Définition : l'effet photoélectrique est l'émission d'électrons par un métal convenablement éclairé.
5.2.1 La fréquence seuil est la fréquence minimale de la radiation incidente qui produit l'effet photoélectrique.
5.2.2 a) Le travail d'extraction est l'énergie minimale à fournir au métal pour extraire un électron de celui-ci.
b) La relation qui existe entre la fréquence de la lumière, l’énergie cinétique maximale des
électrons EC et le travail d’extraction est :
c) Valeur du travail d’extraction Wext et de la fréquence
On a : et
: AN : Wext = 3,3eV
La valeur de la fréquence seuil : Wex= ; AN :
5.3.1 Réaction de fusion nucléaire = réaction au cours de laquelle des noyaux légers fusionnent pour donner un ou des noyaux lourds.
5.3.2 Identification de la particule
On applique la loi de conservation du nombre de nucléons et celle de la charge à l’équation nucléaire
, soit 2+3 = 4 + A et
1 et Z =0
d’où = neutron
5.3.3 a) Energie libérée lors de la formation d’un noyau d’hélium.
avec
variation de masse ; soit
.
AN : =
; le signe négatif indique que l’énergie est fournie à l’extérieur.
b) Energie fournie lors de la formation de 1 kg d’hélium
= nombre de noyaux d’hélium x Energie libérée par la formation d’un noyau d’hélium
AN :
Masse de pétrole qui fournirait la même quantité d’énergie :
kg soit plus de 9300 tonnes de charbon ;
La masse de charbon qui fournirait la même quantité d'énergie est considérable devant celle d’hélium.
c) W représente de l’énergie cinétique.
Fréquence du rayonnement : E(rayonnement)=
d’où l’on tire
AN : = Hz
5.1.1. On appelle noyaux isotopes des noyaux ayant le même nombre de protons mais des nombres de
neutrons différents.
5.1.2. Equation de la réaction de synthèse du à partir du
:
; lois de conservation
Le noyau de deutérium est donc : il appartient à l’élément hydrogène
.
5.2.1. Equation de la réaction nucléaire permettant d’obtenir du à partir du
; lois de conservation
c’est une désintégration du type .
5.2.2. Définition de l’activité : l’activité d’une source radioactive est le nombre de désintégrations qui
s’y produit par unité de temps.
Relation entre A et N : on a
et
5.2.3. La période radioactive T du :
or
Deux heures après la préparation
5.2.4. Masse maximale de :
or
.
5.3. Le choix sera porté sur l’isotope car sa période radioactive est plus petite que celle du
: plus la période radioactive est petite plus la désintégration se fera plus rapidement.
5.1. Le phénomène d’interférences lumineuses résulte de la superposition de radiations issues de sources lumineuses cohérentes ; il se traduit au niveau de l’écran par l’observation de franges brillantes qui alternent avec des franges sombres.
L’expérience des interférences lumineuses met en évidence le caractère ondulatoire de la lumière.
5.2.
Pour que le point M d’abscisse x soit sur une frange sombre, la différence de marche d doit être un multiple impair de demi-longueur d’onde :
.
5.3. L’interfrange est la distance qui sépare les milieux de deux franges consécutives de même nature.
5.4.
5.4.1. tableau :
Le tableau montre que le produit .
L’interfrange i est donc inversement proportionnelle à la distance a entre les sources. Ce qui est en accord avec l’expression établie en 5.3.En effet on a: .
5.4.2. Longueur d’onde : .
5.5.
.
On a bien il y a émission d’électrons par la cathode de la cellule : c’est l’effet photoélectrique.
L’effet photoélectrique met en évidence le caractère corpusculaire de la lumière.
5.1. Explication de la formation des franges brillantes et des franges sombres :
Les radiations lumineuses issues de et
se superposent en tout point de la zone commune des faisceaux venant de ces sources.
Si les deux radiations issues de et
arrivent en phase en un point de l’écran, on obtient une interférence constructive et la frange sera brillante. Par contre si les deux radiations issues de
et
arrivent en opposition de phase en un point de l’écran, on obtient une interférence destructive et la frange sera obscure.
5.2. On a
5.2.1. Condition vérifiée par pour une frange brillante : il doit être un nombre entier de longueur d’onde
5.2.2. Monter que
Raisonnons avec deux franges brillantes consécutives (ordre k et k+1) :
et
or
5.3.
5.3.1. Relation entre ∆x, D, a et :
or
5.3.2. Relation entre :
et
5.4. Les deux radiations sont utilisées pour éclairer une cellule photo émissive :
5.4.1.
il y a effet photoélectrique si
il y aura effet photoélectrique avec la radiation de longueur d’onde
il y aura pas effet photoélectrique avec la radiation de longueur d’onde
5.4.2. Cette expérience met en évidence le caractère corpusculaire de la lumière.
Une application de cet aspect : Production de courant électrique à partir du rayonnement solaire ( énergie solaire).
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