Leçon : Quantité de mouvement d’un photon Physique

Dans cette leçon, nous allons apprendre comment calculer la quantité de mouvement d'un photon étant donné sa fréquence ou sa longueur d'onde.

Plan de la leçon

Les élèves pourront

reconnaître que les photons ont une quantité de mouvement, même s’ils n’ont pas de masse,
reconnaître que, pour un photon, cette quantité de mouvement est très faible,
reconnaître que la quantité de mouvement d’un photon est inversement proportionnelle à sa longueur d’onde,
reconnaître que la quantité de mouvement d’un photon est directement proportionnelle à sa fréquence,
utiliser la formule ,
utiliser la formule ,
déterminer la quantité de mouvement totale de photons identiques, étant donnée la longueur d’onde ou la fréquence de chaque photon.

Présentation de la leçon

Vidéo de la leçon

Fiche explicative de la leçon

Feuille d'activités de la leçon

Q1:

Quelle est la quantité de mouvement d'un photon dont la longueur d'onde est égale à 500 nm ? Utilise une valeur de J⋅s pour la constante de Planck. Donne ta réponse en notation scientifique, au centième près.

Q2:

Quelle est la quantité de mouvement d'un photon à rayons gamma ayant une longueur d'onde de m ? Utilise une valeur de J⋅s pour la constante de Planck. Donne ta réponse en notation scientifique, au centième près.

Q3:

La voile solaire est une des méthodes utilisées pour propulser les engins spatiaux, utilisant la quantité de mouvement des photons comme source de poussée. Lorsque les photons atteignent la voile, ils sont absorbés et leur quantité de mouvement est transférée à la voile. Si une lumière laser de longueur d'onde 200 nm est utilisée pour propulser la voile, combien de photons doivent arriver sur la voile pour transférer 1 kg⋅m/s de quantité de mouvement ? Utilise une valeur de J⋅s pour la constante de Planck. Donne ta réponse en notation scientifique, au centième près.