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Atomistique calcul erreur vitesse

Posté par Profil PassPri 22-03-22 à 19:50

Bonsoir, j'ai un petit problème, voici l'exercice :

quelle est l'erreur sur la vitesse (en m.s-1) d'un neutron dont on connait la longueur d'onde λ=1.9.10-9 m avec une erreur de 10% ?

le calcul sera réalisé avec la constante de Planck h et non avec la constante de Planck réduite h/2π

données: h= 6.62.10-34 J.s ; mn = 1.6749.10-27 Kg

Je trouve 208 et la correction me dit 2086

Voici comment j'ai fait :

J'ai utilisé cette formule : lambda = h/(me * v)
v= h/(me * lambda)

On remplace par les valeurs de l'énoncé et je trouve 208, est-ce une erreur de ma part ou de l'énoncé ?

Merci d'avance

Posté par Profil PassPrire : Atomistique calcul erreur vitesse 22-03-22 à 20:16

C'est parce que j'ai oublié le *0,1 n'est-ce pas ?

Posté par
vanoise
re : Atomistique calcul erreur vitesse 22-03-22 à 21:02

Bonsoir
Les valeurs numériques que tu fournis conduisent à une vitesse de 208,0m/s.  Ne pas oublier les unités ! Cette vitesse étant très inférieure à celle de la lumière, le neutron est non relativiste.

Citation :
C'est parce que j'ai oublié le *0,1 n'est-ce pas ?

De quel "0,1" parles-tu ?

Posté par
Chimival
re : Atomistique calcul erreur vitesse 23-03-22 à 15:04

Bonjour à tous les deux,

Personnellement, je trouve 20,8m/s !
-En valeurs absolues, Delta (v)/v = Delta()/ = 0,1 ;
Delta v = 0,1*6,62*10^(-34) / [1,9*10^(-9)*1,675*10(-27)]
         = 6,62*10^(-35)/[3,18*10^(-36)]
        = 66,2/3,18 = 20,8 m/s      

Posté par Profil PassPrire : Atomistique calcul erreur vitesse 23-03-22 à 15:26

0,1 car erreur de 10%

Il y avait une autre question similaire, où il a fallu que je rajoute *0,1 pour trouver le meme resultat, ma professeure ne se serait pas trompé deux fois ?

Posté par
vanoise
re : Atomistique calcul erreur vitesse 23-03-22 à 15:29

Bonjour
Dans les deux premiers messages, il était question de la vitesse, pas de l'incertitude sur la vitesse. La constante de Planck est maintenant considérée comme une valeur exacte et la masse est connue de façon suffisamment précise pour ne tenir compte que de l'incertitude sur la longueur d'onde.  On obtient ainsi une incertitude relative de 10% comme trouvée par Chimival.
Attention à ne pas confondre erreur et incertitude...

Posté par Profil PassPrire : Atomistique calcul erreur vitesse 23-03-22 à 15:39

Dans mon cours, il y a ceci, il y a bien 10/100=0.1 ?

Atomistique calcul erreur vitesse

Atomistique calcul erreur vitesse

Posté par
vanoise
re : Atomistique calcul erreur vitesse 23-03-22 à 17:52

Evidemment : pas facile avec un tel cours qui confond systématiquement erreur et incertitude ! L'erreur est, par définition, inconnue.Réfléchis un peu : suppose que je te dise : je viens de mesurer la longueur de ma table : j'ai trouvé 1,20m mais j'ai commis une erreur de 1cm par excès. Cela signifierait que la longueur exacte de la table vaudrait 1,19m. Si la longueur est exactement connue il n'y a pas d'erreur ! Il faut donc en réalité parer d'incertitude. L'incertitude est une évaluation de l'erreur commise. Si je dis : j'ai mesuré la longueur de ma table avec une incertitude de 1cm, cela signifie que la longueur exacte de ma table est inconnue mais sûrement comprise entre 1,19m et 1,21m.
Pour en revenir à ton problème : tu as ici une incertitude relative sur la mesure de de 10%. L'incertitude absolue vaut donc :

\Delta\lambda=\frac{10}{100}\cdot\lambda=1,9.10^{-10}m

Le voilà ton facteur 0,1 ! Reprends maintenant le calcul de Chimival.

Attention : l'extrait de cours que tu présentes utilise le principe d'incertitude de Heisenberg : cette incertitude intervient dans le cadre de la mécanique quantique alors que ton exercice par le d'une longueur d'onde mesurée à 10% près, donc avec une incertitude relative de mesure  de 10%.

Posté par Profil PassPrire : Atomistique calcul erreur vitesse 23-03-22 à 21:07

D'accord merci j'ai compris ! Donc la professeure s'est aussi trompé en donnant la réponse de l'exercice...

Posté par
Chimival
re : Atomistique calcul erreur vitesse 23-03-22 à 21:19

Merci
pour ces explications,
On trouve bien alors delta v = 208 m/s !

Posté par
vanoise
re : Atomistique calcul erreur vitesse 23-03-22 à 22:56

Selon moi :

Relation de Louis de Broglie concernant l'onde associée à une particule non relativiste :

\lambda=\frac{h}{m.v}\quad;\quad v=\frac{h}{m.\lambda}=\frac{6,62.10^{-34}}{1,6749.10^{-27}.1,9.10^{-9}}=208,0m/s

Pour ce genre de relation où chaque grandeur n'intervient qu'une fois, soit au numérateur, soit au dénominateur, l'incertitude relative sur le résultat est la somme des incertitudes relatives. Comme déjà expliqué aujourd'hui à 15h29, la constante de Planck est maintenant considérée comme une valeur exacte et la masse est connue de façon suffisamment précise pour ne tenir compte que de l'incertitude sur la longueur d'onde.

\frac{\Delta v}{v}=\frac{\Delta\lambda}{\lambda}=\frac{10}{100}=0,1\quad;\quad\Delta v=20,8m/s (on arrondit à 21m/s )

Conclusion : la valeur exacte de la vitesse est inconnue mais comprise entre (208-21)m/s et (208+21)m/s ; écriture simplifiée du résultat :

v=208\pm21m/s

Mais bon : l'essentiel dans tout cela est de bien faire la différence entre erreur et incertitude !

Posté par
Chimival
re : Atomistique calcul erreur vitesse 24-03-22 à 06:27

Bonjour Vanoise,

Merci pour cette rectification, c'est bien delta v = 20,8m/s



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