Physique - QCM 1 Flashcards
D’où provient le mot atome ?
Il vient du grec “Atomos” qui signifie “plus petite structure indivisible”
De quoi est composé un atome ?
D’un noyau (Neutron + Proton (Charge positive)) et d’électron (Charge négative)
Quelle propriété électrique à l’atome ?
Il est électriquement neutre
Donner les différences entre la mécanique classique et quantique.
Mécanique classique :
- Système macroscopiques
- Variation continue des grandeurs physiques
- Résultat déterministe
Mécanique quantique :
Système microscopiques
- Variation discrètes des grandeurs physiques
- Résultats probabilistes
Comment quantifier des grandeurs physiques en mécanique quantique ?
On regarde les variation par quantum
C’est quoi le nuage électronique ?
Zone autour du noyau d’un atome dans laquelle évolue les électrons.
Quelle propriété sur le nombre d’électron et de proton y a t’il ?
Il y a autant d’électron que de protons afin que l’atome soit électriquement neutre
C’est quoi la dualité onde corpuscule ?
N’importe quel objet physique peut présenter les propriétés d’ondes ou de particules pour la mécanique quantique.
Donner deux entités soumises à la dualité onde corpuscule.
La lumière et les électrons
Comment s’est-on aperçu que ‘électron est aussi une onde ?
A l’aide de l’expérience des fentes de Young
C’est quoi l’experience des fentes de Young ?
Le dispositif est le suivant :
Faisceau d’électrons envoyés sur un mur percé de deux fentes puis observation sur un écran.
Des balles (particules) formerait des lignes sur l’écran au niveau des fentes tandis qu’une onde ferrait des franges d’interférence sur tout l’écran
Que ce passe-t-il lorsque on mesure une particule avec un état quantique ? Comment s’appelle cette caractéristiques ?
Cela détruit l’état quantique = détruit la dualité onde corpuscule.
La réduction du paquet d’ondes.
Que représente la fonction d’onde ? Comment est elle notée ?
Elle représente la modélisation mathématique de l’état quantique d’un système ou d’une particule.
Elle est noté ψ (Psi).
Que représente le carré du module de la fonction d’onde ?
Cela représente la densité volumique de probabilité de présence d’un electron à un endroit donné.
L’électron à t’il une trajectoire ?
Non, il a une probabilité de présence à un endroit donné.
La mécanique classique est déterministe, qu’en est il de la mécanique quantique ?
Elle est probabiliste
C’est quoi l’équation de shrodinger ? Pourquoi est-elle intéressante ? Elle a été résolue pour la première fois avec quel atome ?
- ELLE DONNE L’EVOLUTION DE LA FONCTION D’ONDE
- Postulat de la mécanique quantique
- Généralise le concept de dualité onde corpuscule aux particules dont l’électron
- Résolue pour la première fois pour l’atome d’Hydrogène
Comment est décrit un electron en physique classique ?
Comment est décrit un électron en physique quantique ?
- A l’aide de sa position qui évolue au cours du temps (trajectoire)
- A l’aide de sa fonction d’onde donné par l’équation de schrodinger : De façon soit dépendante soit indépendante du temps
Que permet d’obtenir la résolution de l’équation de schrodinger ?
- La probabilité de présence d’un électron autour du noyau de l’atome.
- Les énergies autorisées pour l’électron
C’est quoi une orbitale atomique ?
Fonctions d’ondes solutions de l’équation de shrodinger qui décrive des régions de l’atome où l’électron à une probabilité de présence de 90%
Comment décrire de manière unique un électron dans un atome donné ? Cela permet de définir quoi ?
On l’identifie par le quadruplet (n, l m, s)
Cela permet de définir une orbitale
C’est quoi le principe d’exclusion de PAULI ?
Un seul électron par état quantique, rend la caractérisation par le quadruplet (n, l, m, s) unique
Comment sont remplis les états quantiques par les électrons ?
par énergie croissante.
Comment varie les nombres quantiques ?
Par variation discrètes / quanta
Dans le quadruplet (n, l, m, s),
Quel est le nom complet de n ?
Que représente t’il ?
Quelle valeurs peut-il prendre ?
Nombre quantique principal
Définit la couche électronique de l’électron
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 (1 = plus faible énergie)
Permet de quantifier l’energie
Dans le quadruplet (n, l, m, s),
Quel est le nom complet de l ?
Que représente t’il ?
Quelle valeurs peut-il prendre ?
Nombre quantique azimutal
Définit la sous couche électronique de l’électron (s, p, d ou f)
Entier entre 0 et n-1
Dans le quadruplet (n, l, m, s),
Quel est le nom complet de m ?
Que représente t’il ?
Quelle valeurs peut-il prendre ?
Nombre quantique magnétique
Définit l’orientation de l’orbitale
Entier entre -l et l
Dans le quadruplet (n, l, m, s),
Quel est le nom complet de s ?
Que représente t’il ?
Quelle valeurs peut-il prendre ?
Nombre de spin
Définit la rotation de l’électron sur lui même
1/2 (up) ou -1/2 (down)
C’est quoi une couche électronique ?
Ensemble des orbitales d’un même niveau d’énergie
Donner le nombre maximum d’électron présent sur chaque couche électronique
2n² et sature à 32 avec n le numéro de couche
Couche 1 > 2
Couche 2 > 8
Couche 3 > 18
Couche 4 5 6 7 > 32
Donner le nombre maximum d’électron par sous couche
Sous-couche 0 s > 2
Sous-couche 1 p > 6
Sous-couche 2 d > 10
Sous-couche 3 f > 14
Dans un atome, la couche de plus haute énergie n’admet jamais plus de combien d’électron ?
Jamais plus de 8 (A cause des anomalies de remplissages) (2 pour la couche 1)
C’est quoi la couche de valence ?
Couche électronique peuplée de plus haute énergie (aka couche avec le n le plus elevé)
Qu’implique le fait d’avoir sa couche de valance saturé ? Cette saturation arrive à combien d’électron ?
Cela implique la stabilité de l’élément et cela arrive à 8 électrons.
C’est quoi le nombre de masse ?
Le nombre de nucléons
C’est quoi un nucléon ? Comment est t’il noté ?
Un neutrons ou un proton, noté A
C’est quoi un numéro atomique ? Comment est t’il noté ?
Nombre de protons, noté Z
A quoi correspondent les lignes du tableau périodique ?
A la période = Niveau d’énergie de la couche de valence (Donc max 7)
A quoi correspondent les colones du tableau périodique ?
Au groupe = Nombre d’électrons sur la couche de valence (Donc max 8)
Donner le nom du groupe principal 1
Alcalins
Donner le nom du groupe principal 2
Alcalino-terreux
Donner le nom du groupe principal 4
Matériaux covalents
Donner le nom du groupe principal 7
Halogènes
Donner le nom du groupe principal 8
Gaz rares
Donner la différence entre un bit et un qbit
Contrairement à un bit, un qbit est la superposition de l’état 0 et de l’état 1dans une proportion variable
Quelle est la relation à la base de la liaisons entre les atomes ?
La minimisation de l’énergie pour obtenir plus de stabilité
C’est quoi une liaison covalente ?
Deux atomes partagent une ou plusieurs paires d’électrons de valence
C’est quoi du silicium Amorphe ? Pourquoi elle n’est pas pertinente ?
- Atomes non ordonnées
- Impropre à la réalisation de composants
C’est quoi du silicium Cristalin ? Pourquoi est-elle nécessaire ?
- Atomes ordonnées, distribués suivant un motif élémentaire : La maille cristalline
- Une structure atomique ordonnée est nécessaire à la réalisation des composants
C’est quoi une maille ?
Plus petite géométrie (motif) qui va se reproduire dans la structure cristalline
C’est quoi un materiau cristalin ?
Atomes organisés selon une maille cristalline de géométrie définie
C’est quoi un élement de transition ? Où sont il sur le tableau periodique ?
Couche de valence remplie et couche (n-1)d incomplète.
Au centre du tableau (10 colones = 10 groupe non principaux)
C’est quoi un élement lanthanide/actinide ? Où sont ils sur le tableau periodique ?
Couche de valence remplie et couche (n-2)f incompléte)
Truc qui dépassent du tableau par le bas
Dans quel groupe sont les semi-conducteur ? Donner deux exemple
Le groupe principal 4
Silicium, germanium
C’est quoi un semi-conducteur composé binaire ? Donner les deux “recettes” possible pour faire un composé binaire
Atome que l’on “force” à se mettre ensemble pour obtenir les propriétés d’un materiau covalent.
Groupe 3 principal et 5 principal > Ga As
Groupe 2 principal et 6 principal > Zn Te
Donner les étapes de création de liaisons pour les semi-conducteur composé binaire.
- Transfert de charge
- Liaison covalente (Double si G2A ou G6A)
Combien de liaisons covalente sont crée pour les semi-conducteur composé binaire ?
4
Combien vaut un eV en J ? (Charge élémentaire)
1,6*10^-19 J
Combien vaut 1 J en eV ?
1,6*10^19 eV
A quoi correspond un eV ?
Energie cinétique acquise par un électron accéléré par une différence de potentiel de un volt
Pourquoi utiliser l’eV ?
Dans un système où l’énergie est exprimée en eV, la charge de l’électron devient unitaire
Donner l’unité du système International pour exprimer une longueur
Mètre (m)
Donner l’unité du système International pour exprimer une masse
Kilogramme (kg)
Donner l’unité du système International pour exprimer un temps
Secondes (s)
Donner l’unité du système International pour exprimer un courant électrique
Ampère (A)
Donner l’unité du système International pour exprimer une température thermodynamique
Kelvin (K)
Donner l’unité du système International pour exprimer une quantité de matière
Mole (mol)
Donner l’unité du système International pour exprimer une intensité lumineuse
Candela (cd)
Donner l’unité du système International DERIVE et son unité de base pour exprimer une tension
Volt (V) = m²kg/(A.s^3)
Donner l’unité du système International DERIVE et son unité de base pour exprimer une énergie
Joule (J) = Kg.m² / s²
Donner l’unité du système International DERIVE et son unité de base pour exprimer une charge électrique
Coulomb (C) = As
