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Problème sur les horloges atomiques...
Bonjour à tous, j'ai un exercice à faire pour dans quelques jours et je suis complètement bloqué, je vous fais un petit récapitulatif de son énoncé qui est assez long :
Ce la parle d'horloges atomiques qui sont des objets extrêmement précis : il faut en effet plusieurs millions d'années pour observer une dérivé de seconde. Ces horloges au césium sont pilotées par la vibration de cristal de quartz selon le même principe qu'une montre ordinaire, les irrégularités inévitables de cette "montre" sont contrôlées par un dispositif mettant en jeu une transition atomique.
Cette transition met en jeu deux niveaux d'énergies voisins de l'atome de césium 133 que nous noterons A et B,A désignant le niveau dit inférieur
Atomes de césium sortent d'un four en formant un jet atomique puis ensuite sont triés grâce à l'action d'un faisceaux laser et les atomes A seulement arrivent dans une cavité.
Atomes soumis à l'action d'une onde électromagnétique où la fréquence est commandé par l'action du quartz de cette horloge. Si la fréquence de cette onde = exctement 9 192 631 770 Hz, alors elle permet la transition au niveau B.
Atomes de nouveaux triés à la sortie de la cavité et ceux qui restent au niveau A sont dirigées vers une électrode.
Si fréquence de l'onde = légèrement différente de celle-ci dessus, tous les atomes ressortent de la cavité dans l'état A et atteignent l'électrode : l'intensité est suffisante pour déclencher un signal qui corrige la fréquence de quartz.
On me pose alors 3 questions :
a) Calculer avec 3 chiffres significatifs la longueur d'onde de l'onde électromagnétique produite dans la cavité.
b) Calculer en eV l'écart entre les niveaux d'énergies des atomes notées A et B dans le texte.
c) Pourquoi les atomes restent-il dans l'état A si la fréquence d'onde n'a pas exactement la valeur attendue ?
Je bloque vraiment sur tout, après avoir réfléchis pendant des jours je ne trouve toujours pas ne serait-ce qu'une réponse, j'ai vraiment besoin de votre aide..
Merci d'avance
Bonjour,
a) La longueur d'onde 
des photons composant l'onde électro-magnétique de fréquence f vérifie la relation suivante où c est la vitesse de la lumière dans le vide (soit approximativement c=300 000 km/s)
= c/f
b) Dans ces conditions un photon de l'onde électro-magnétique a une énergie E = h*f où h est la constante de Planck
Cette énergie permet d'exciter l'atome de césium et de le faire changer d'état dénergie
L'écart d'énergie entre les 2 états est donc h*f
c) Si la fréquence n'est pas correcte, soit f' différente de f, l'énergie des photons h*f' ne correspond pas à l'écart d'énergie h*f obligatoire pour changer l'état d'un atome de césium de A à B
Merci pour votre réponse.
a) J'ai écris 9 192 631 770 Hz en notation scientifique avec 3 chiffres significatif ce qui me donne 9.19*10^9.
J'ai donc = 3.00*10^(8)/9.19*10^(9)
= 0.326. Est-ce juste ? J'hésite pour l'unité.. est-ce des mètres ?
b) On calcul alors h*f donc : 6.63*10^(-34)*9.19*10^(9)
E = 6.09*10^(-24) mais cela me semble élevé pour être des eV, ce ne sont pas des J que je dois ensuite convertir en eV ?
Je pense que mes résultats sont correct mais je n'en suis pas très sur.
Bonsoir
Vois ici 
pour les valeurs de la constante de Planck qui correspondent soit à des J.S ou à des eV.s (en se rappelant que 1 Hz = 1 s-1) et donc h*f a bien la dimension d'une énergie
D'accord donc la valeur de la constante de Planck que je dois choisir est ici : 4,13×10^(-15) c'est cela ?
Si oui j'ai donc : E = h*f
E = 4.13*10^(-15)*9.19*10^(9)
E = 3.79*10^(-5).
Oui en eV!
Juste une petite correction: prend 4 chiffres significatifs pour h et f
Pour la question a) il aurait aussi fallu prendre c et f avec au moins 4 chiffres significatifs pour calculer la longueur d'onde avec 3 chiffres significatifs
Je ne peux pas car on me demande obligatoirement de mettre la fréquence qui est en Hz sous forme de notation scientifique avec obligatoirement 3 chiffres significatif, le résultat est-il mauvais dans ce cas la ?
Sinon les résultats sont-ils corrects ?
Ce sont bien des eV puisque tu as pris la valeur de h en eV.s
C'est la longueur d'onde qui doit comporter 3 chiffres significatifs: cela signifie que dans ce cas c et f doivent aussi avoir au minimum 3 chiffres significatifs puisque =c/f
Tu trouves E=hf = 3,79 * 10-5 eV soit 3,79/100 000: Est-ce si grand que cela?
Pour mettre un texte en exposant (respectivement en indice), il faut utiliser le bouton X2 (respectivement X2) en dessous du cadre de saisie
Ainsi pour écrire 10-5, on tapes 10-5, on sélectionnes -5 et on clique sur le bouton X2
Vous avez raison, merci pour votre aide.
Une dernière question, pour a) je dois laisser en résultat = 0.32m ou je dois convertir celui ci en nm?
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