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 Onde et matière (mini-cours)

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⚸ Épistémè

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MessageSujet: Onde et matière (mini-cours)   Jeu 14 Juin - 16:48

Le texte suivant a été initialement posté dans les commentaires de l'article Energies et preuves scientifiques mais comme j'imagine que peu de personnes l'ont lu, le voici en article :


    Tout d'abord, il est nécessaire de rappeler quelques notions pour ceux qui n'auraient pas passé un bac S    :
    Les ondes sont notamment caractérisées par ce qu'on appelle les figures d'interférence.

Le principe est simple, lorsqu'on fait passer une onde ou deux ondes exactement de même fréquence et parfaitement en phase (ce qui est hyper compliqué à obtenir, donc on en prend qu'une    ) et qu'on lui fait traverser une double fente, on observe ce phénomène :

Les endroits où les interférences sont constructives, on observe des points lumineux (si on utilise un laser) et là où elles sont destructives, on observe que le noir.
    Ce petit rappel maintenant fait, passons aux choses marrantes.  
    Prenons un laser (source monochromatique, donc parfaite pour faire des interférences ), faisons le passer dans la double fente, on observe donc la jolie figure rayée des interférences .
  Prenons maintenant un lanceur automatique de balle de baseball (vous savez, le machin pour s'entraîner), et faites le fonctionner de manière à ce qu'il envoie les balles soit par une ouverture à droite, soit par une ouverture à gauche et placez à l'arrivée des petits paniers.
  On observera alors une répartition conforme aux lois de la probabilité, soit une jolie courbe de ce genre :
    Nous avons donc d'un côté un comportement ondulatoire et de l'autre un comportement mécanique.
Les rayures vs la courbe d'une loi normale !!!!
Let's fight !



    Et enfin !  Le moment tant attendu !
Le truc marrant qui retourne la tête !    :



Figurez-vous, que si on reprend l'expérience avec le laser et la double fente qui produit donc une figure d'interférence, mais que ce coup-ci, à l'entrée et à la sortie des fentes, on place deux observateurs : la figure obtenue sera celle..... d'une courbe ! (bon, version lumière la courbe, mais voilà, PAS une figure d'interférence !)
    Nous venons ainsi de prouver la dualité onde-particule de la lumière !  


Et ce n'est pas fini ! Toute la matière peut, en passant dans le même système de fentes, se comporter comme une onde et faire une figure d'interférence !
    Pour observer les effets des interférences, il faut que la longueur d'onde soit du même ordre de grandeur que la fente utilisée. Or on peut relier tout corps à une onde grâce à la formule :
p=m*v=h/l
; où

  • p est la quantité de mouvement
  • m est la masse
  • v est la vitesse
  • h est la constante de Planck : h=6.6*10^-24 J.S
  • l est la longueur d'onde

Pour vous donner une idée, pour pouvoir observer ça avec des balles de golf il faut une fente de l'ordre du 10^-34m (ou 10^-25nm ou 10^-22 pm.... ou 10^-10 ym)
Bravo à ceux et celles qui ont tenu jusqu'ici et qui ont tout compris !


Quand bien même nous pouvons être savants du savoir d'autrui, au moins sage ne pouvons-nous l'être que de notre propre sagesse.
-Michel de Montaigne-
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