QCM : Introduction à la physique nucléaire et quantique — 20 questions

Explication

La relativité restreinte postule l’invariance des lois de la physique dans les référentiels inertiels ainsi que la constance de la vitesse de la lumière. Les transformations de Galilée ne garantissent pas cette invariance.

Explication

Le facteur de Lorentz est défini par γ = 1/√(1−β²), où β = v/c. Il vaut environ 1 en régime classique lorsque β est très petit.

Explication

La catastrophe ultraviolette désigne la divergence prédite de l’intensité du rayonnement du corps noir pour les très courtes longueurs d’onde. La quantification de Planck a justement été introduite pour résoudre ce problème.

Explication

Dans ce formalisme, |ψ(r,t)|² représente la densité de probabilité de présence dans l’espace. La fonction d’onde ne décrit donc pas une trajectoire classique mais une probabilité.

Explication

Dans l’atome d’hydrogène, n fixe le niveau d’énergie, ℓ le moment cinétique orbital et m sa projection sur l’axe Oz. C’est l’organisation standard des états quantiques.

Explication

La dégénérescence orbitale vaut n², et l’ajout du spin double cette valeur pour donner 2n². C’est pourquoi les états d’énergie de l’hydrogène dépendent essentiellement de n.

Explication

Le moment cinétique total vérifie j = ℓ + s. Avec s = 1/2, on obtient les valeurs j = ℓ ± 1/2, sauf pour les orbitales s où ℓ = 0.

Explication

La couche d se remplit pour les éléments de transition, dans des domaines de numéros atomiques donnés dans le cours. La sous-couche p concerne plutôt les éléments plus légers comme Z=5 à 9.

Explication

Un noyau doublement magique possède des couches nucléaires complètement remplies pour les protons et pour les neutrons, ce qui accroît fortement sa stabilité. Ce n’est pas simplement un noyau avec quatre nucléons.

Explication

Pour A impair, le cours indique une seule parabole de stabilité avec un isotope stable. Le β+ exige en plus une condition énergétique, contrairement au β−.

Explication

Le modèle standard associe l’interaction forte aux gluons. Le photon médie l’électromagnétisme, tandis que W et le neutrino ne jouent pas ce rôle.

Explication

Les baryons sont des hadrons formés de trois quarks. Un quark et un antiquark correspondent plutôt à un méson.

Explication

La capture électronique correspond à l’absorption d’un électron atomique par le noyau avec émission d’un neutrino électronique. L’émission d’un positron caractérise la désintégration bêta plus.

Explication

Si k > 1, chaque génération produit plus de neutrons que la précédente, donc la réaction devient sur-critique. À k = 1, elle est critique, et à k < 1, sous-critique.

Explication

Le pic de Bragg désigne le maximum de dépôt d’énergie au voisinage de la fin du trajet d’un ion. C’est ce qui permet une forte localisation du dépôt, par exemple en hadronthérapie.

Explication

La capture radiative fait partie des interactions sans seuil, au même titre que la diffusion élastique ou inélastique. Les réactions (n,p), (n,α) et (n,f) sont au contraire des réactions avec seuil.

Explication

La chambre à ionisation recueille les charges créées dans le gaz sans les amplifier. Le compteur Geiger-Müller, lui, fonctionne avec une forte amplification.

Explication

Le photomultiplicateur convertit la lumière de scintillation en électrons grâce à la photocathode, puis multiplie ces électrons par des dynodes. Il sert donc à amplifier un signal lumineux en signal électrique.

Explication

La réaction ^3He + n → ^1H + ^3H convertit le neutron en particules chargées détectables. Ce principe est celui des détecteurs à remplissage gazeux pour neutrons.

Explication

La dosimétrie passive est une mesure différée, effectuée après analyse du dosimètre. La dosimétrie active, au contraire, fournit une mesure en temps réel.