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#AnnéePhysique sur :
3 séries de films autour de la dualité onde-corpuscule et d’une expérience de recherche ont été réalisées par un groupe de travail de l’IRES. Un cours ouvert sur m@gistere et une formation pour l’utilisation de ces films seront accessibles aux enseignants du secondaire en 2023.
Tout est parti d’un isolant déposé sur un conducteur. De façon surprenante, il émet des électrons. Au CINaM, une expérience a été réalisée pour comprendre le mécanisme. L’idée de cette expérience était de travailler à très faible courant d’émission pour atteindre les limites du phénomène. Des interférences formées électron par électron ont été obtenues !
Cette expérience peut être utilisée pour illustrer la notion de dualité onde-corpuscule.
Le groupe de travail « dualité onde et corpuscule » de l’IRES d’Aix-Marseille Université a réalisé une série de films qui s’appuie sur des expériences, soit de TP universitaires, soit de recherche. Ils comprennent 3 films scindés de 2 à 4 parties dont l’intégralité est accessible sur le site de l’IRES.
Durée de la vidéo : 00:02:21
Partie 1 : ce film est destiné à faire la distinction entre un stéréogramme et un hologramme
Partie 2 : ce film est destiné à comprendre la nature de la lumière en tant
qu’onde. Que sont les interférences et qu’est-ce qu’un hologramme ?
Quelle source de lumière peut-on utiliser ? Comment fonctionne un laser ?
Partie 3 : Réalisation pratique d’un hologramme avec la mallette holographique de la cst.
Partie 4 : Observation et utilisation de l’holographie. Ici, l’holographie est
conditionnée par la brillance de la source, elle est le témoin de la
brillance des sources étudiées
Partie 1 : Après quelques rappels, l’expérience de laboratoire d’Evelyne Salançon est décrite. La détermination de la charge d’un électron est effectuée en comptant les électrons détectés en un temps donné et en mesurant l’intensité en parallèle. Cette mesure de la charge sert ensuite à déterminer la masse de l’électron avec une expérience de déflexion du faisceau d’électrons soumis à un champ magnétique.
Partie 2 : Toujours dans la même expérience, on détermine, cette fois, la longueur d’onde d’un électron. On confirme alors la dualité onde particule pour un électron en déterminant la constante de Planck. Un aspect historique est abordé : Louis de Broglie avait postulé qu’un électron pouvait être une onde en 1924.
Cette dualité observée pour les électrons permet d’aborder l’effet photoélectrique. Le film aborde ainsi la mesure de la quantité de mouvement d’un photon. Cela permet de faire le parallèle entre le photon et l’électron qui sont tous deux des ondes ET des particules
Partie 1 : Après quelques rappels des épisodes précédents, la question suivante est posée : On sait que les électrons se comportent comme une onde au même titre que les photons. On peut donc fabriquer des microscopes électroniques. Mais quelle est la différence avec un microscope optique ? La notion de résolution en microscopie optique et électronique est abordée.
Partie 2 : L’électron est une onde et peut permettre de réaliser des hologrammes, comme pour les photons. Quelle taille d’objets et quels types d’images obtient-on ? Le film permet ainsi de finir sur la première partie : l’holographie optique ou électronique nécessite l’utilisation de sources brillantes.
Un cours sur m@gistere est en cours de production et sera en partie accessible fin Juin 2023. Le cours permettra aux enseignants qui le souhaitent d’illustrer par des expériences leurs cours portant sur les notions d’optique physique, sur les déviations électromagnétiques ou bien encore sur les principes de résolution en microscopie. Les films permettent de raconter une histoire autour de toutes ces notions en partant de l’holographie optique et en finissant sur l’holographie électronique.
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Découvrez comment les recherches en physique permettent de comprendre le monde qui nous entoure et contribuent à répondre aux grands enjeux sociétaux.
