Physique · Glossaire

Qu'est-ce que « Longueur d’onde de de Broglie » ?

Aussi appelé : onde de matière

Définition 34.15 Physique du lycée · Chapitre 34 — Le monde quantique : photons et niveaux d’énergie

Toute particule de quantité de mouvement p=mvp = mv voyage comme une onde de matière de longueur d’onde de de Broglie

λ=hp=hmv.\lambda = \frac{h}{p} = \frac{h}{mv}.

Exemples

Exemple 34.16 (Pourquoi vous ne diffractez jamais)

Un électron accéléré à travers 100V100\,\mathrm{V} a Ek=1.60×1017JE_k = 1.60 \times 10^{-17}\,\mathrm{J}, p=2meEk=5.4×1024kgm/sp = \sqrt{2m_e E_k} = 5.4 \times 10^{-24}\,\mathrm{kg}\,\mathrm{m}/\mathrm{s}, donc λ0.12nm\lambda \approx 0.12\,\mathrm{nm} — l’espacement des atomes dans un cristal, qui agit donc comme sa double fente. Une balle de tennis de 58g58\,\mathrm{g} à 25m/s25\,\mathrm{m}/\mathrm{s} : λ=6.63×1034/1.454.6×1034m\lambda = 6.63\times10^{-34}/1.45 \approx 4.6 \times 10^{-34}\,\mathrm{m}, quelque 101910^{19} fois plus petit qu’un noyau — aucune fente ne la montera jamais en franges. hh est si petit que le grain quantique n’affleure qu’à l’échelle de l’atome.

Exemple 34.17 (Le microscope électronique)

La diffraction interdit de résoudre un détail beaucoup plus petit que la longueur d’onde utilisée (Chapitre 22) : la lumière visible s’arrête près de 0.5µm0.5\,\text{µ}\mathrm{m}. Les électrons à 10kV10\,\mathrm{kV} ont λ12pm\lambda \approx 12\,\mathrm{pm} — des dizaines de milliers de fois plus courte : les microscopes électroniques imagent virus, machinerie cellulaire, même des atomes seuls. L’onde de matière a tendu à la physique un nouvel œil.

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