LP38 : Aspects corpusculaires du rayonnement, notion de photon

Bibliographie

• Cagnac, Physique atomique
• ASLANGUL, Mécanique quantique
• Lasers, cours et exercice DANGOISSE, ed DUNOD (section 8.3.3)

Manip possible :

Electroscope qui permet de présenter qualitativement l’effet photoélectrique

Introduction

Catastrophe UV

I. Effet photoélectrique

Attention, il faut bien dire ce que cette manip dit. Elle ne prouve pas l'existence de photon puisque une explication sans celui-ci peut être donné. Cependant elle ne la réfute pas.

1) Expérience qualitative (faite en direct) et expérience quantitative (montrer schéma et explication)

L’expérience qualitative est expliqué au début du chap 5 du ASLANGUL.

Photoélectrique = émission d’électrons par un métal soumis à une rayonnement électromagnétique adéquat.

L’expérience quantitative est également expliqué dans le ASLANGUL.

2) Interprétation d’Einstein

ASLANGUL

Il y a de jolies appliations numériques montrant la quantité de photons qui arrivent dans l’oeil avec une source de base (soleil). Pour appuyer sur le fait qu’il est difficile de créer une source de photons uniques. On peut arriver à la fin de cette partie à E=hν

II. Photons : caractéristiques et applications

1) Masse et impulsion

2) Moment cinétique

spin=1 Application : pompage optique

III. Expérience de photons

On peut faire l’application du refroidissement Doppler : Par refroidissement, on entend diminuer l’agitation thermique, donc si on considère un gaz d’atomes par exemple, diminuer la vitesse thermique de ces atomes.

Ou alors on peut présenter l’effet Compton qui est une confirmation de la notion de photon introduite par Einstein, fait dans le ASLANGUL.

On peut sinon parler de source de photons unique et mettre l’application du refroidissement Doppler dans la partie sur l’impulsion

Conclusion

Aspect ondulatoire de la lumière Interférences