📘 Fiche de cours
L'essentiel du cours
La physique quantique repose sur la quantification de l'énergie.
- Énergie du photon : $E = h \cdot \nu = \frac{h \cdot c}{\lambda}$ où $h \approx 6,63 \times 10^{-34} , \text{J.s}$.
- Effet photoélectrique : L'énergie d'un photon incident doit être supérieure à la fonction de travail $W_s$ du métal : $E_{photon} = W_s + E_{c,max}$.
- Dualité onde-corpuscule : Toute particule de quantité de mouvement $p = m \cdot v$ est associée à une onde de longueur d'onde $\lambda = \frac{h}{p}$.
- Relation d'Heisenberg : $\Delta x \cdot \Delta p_x \geq \frac{h}{4\pi}$.
Méthodes à maîtriser
- Convertir les Joules en électron-volts ($1 , \text{eV} = 1,6 \times 10^{-19} , \text{J}$).
- Calculer l'énergie cinétique maximale des électrons émis par effet photoélectrique.
- Déterminer la longueur d'onde de de Broglie pour un électron accéléré par une tension $U$.
Exemples corrigés
- Calcul d'énergie : Un photon de $\lambda = 500 , \text{nm}$ a une énergie $E = \frac{6,63 \times 10^{-34} \times 3 \times 10^8}{500 \times 10^{-9}} \approx 3,98 \times 10^{-19} , \text{J} \approx 2,49 , \text{eV}$.
- Longueur d'onde : Pour un électron ($m = 9,1 \times 10^{-31} , \text{kg}$) à $v = 10^6 , \text{m/s}$, $\lambda = \frac{h}{mv} \approx 7,29 \times 10^{-10} , \text{m}$.
Erreurs fréquentes
- Oublier de convertir les unités (nm en m, eV en J).
- Confondre la fréquence seuil $\nu_s$ avec la fréquence du photon incident.
- Penser que l'effet photoélectrique se produit pour n'importe quelle fréquence.