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Niveau maths spé
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Physique quantique

Posté par
Alcinoos
24-02-19 à 16:32

Bonjour,

je réalise une étude de documents sur la quantique et je bloque sur la question suivante :

* Sachant que la profondeur du puits [de potentiel] et de l'ordre de 40 MeV, quel calcul proposeriez-vous pour justifier du traitement ondulatoire de la particule alpha dans le noyau ? *

Dans mon cours il y a deux façons de répondre :
1) Critère concernant la longueur d'onde de de Broglie :
\lambda _{DB} = h/p >  taille de l'obstacle

2) Critère concernant l'action :
\Delta x\Delta p \approx h/2\Pi (longueur*impulsion)
 \\  \Delta E\Delta t \approx h/2\Pi (energie*durée)

En fait, je ne vois pas lequel appliquer, sachant que je dois me servir de la profondeur du puits, mais je ne connait que la masse de la particule et le rayon de l'atome, les documents donnent bien un ordre de grandeur de l'énergie cinétique, mais comment suis-je sensé utiliser la profondeur du puits ...?

merci par avance,

Posté par
vanoise
re : Physique quantique 24-02-19 à 18:05

Bonjour
La masse molaire de l'hélium étant de 4g/mol, connaissant la constante d'Avogadro, tu peux facilement obtenir une valeur approchée de la masse m d'une particule alpha.
L'énergie cinétique d'une particule est reliée à la quantité de mouvement par la relation :

E=\frac{p^2}{2m}
Tu peux trouver l'ordre de grandeur de p sachant que les valeurs de E sont de l'ordre de 40MeV.
Le rayon d'un noyau atomique est de quelques femtomètres (10-15m).
Je te laisse faire le calcul et conclure. Inutile d'utiliser à mon avis les inégalités d'Heisenberg.

Posté par
Alcinoos
re : Physique quantique 24-02-19 à 19:26

Bonsoir,

mais E n'est elle pas l'énergie cinétique ? quel est le lien avec l'énergie potentielle de la barrière ?

merci,

Posté par
vanoise
re : Physique quantique 24-02-19 à 19:45

Si tu choisis arbitrairement le fond du puits d'énergie potentielle nulle, l'énergie de la particule dans le puits se confondra avec son énergie cinétique. Savoir si la particule peut sortir ou non du puits de potentiel reviendra à comparer cette énergie totale à la profondeur du puits 40MeV.

Posté par
Alcinoos
re : Physique quantique 24-02-19 à 19:55

ah super merci c'est ça que je n'avais pas compris ! ^^

bonne soirée



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