Activité documentaire : Expérience de Stern et...
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DM n°8 – Activité documentaire : Expérience de Stern et Gerlach page 1 A rendre pour le lundi 29 janvier 2018 DM n°8 Activité documentaire : Expérience de Stern et Gerlach En vous appuyant sur les documents, vous répondrez aux questions suivantes : 1) Exprimer le moment cinétique orbital et le moment magnétique associé à la boucle de courant créée par le mouvement planétaire de l’électron autour du noyau. 2) En déduire le rapport gyromagnétique orbital tel que : L = μ γ 3) D’après document 4, le champ magnétique est-il plus intense près du pôle nord ou du pôle sud ? Dans quel sens est orienté z grad B ? 4) La vitesse moyenne des atomes d’argent à la temperature T est donnée par la relation : 0 3 = Ag RT v M Calculer la vitesse v 0 à la sortie du four? 5) Démontrer qu’il est logique de négliger le poids par rapport à la force magnétique. 6) Etablir l’expression de la trajectoire parabolique dans l’entrefer de l’aimant : ( ) 2 2 0 2 ∂ = ∂ z z Ag B zy y z m v µ 7°) Démontrer que la tâche se situe à : 2 0 ∂ = ∂ ℓ z z Ag B Z D z m v µ 8) A partir de la simulation numérique en déduire que le moment magnétique de l’atome d’argent est de l’ordre du magnéton de Bohr 2 B e m μ = ℏ 9) Donner la configuration électronique de l’atome d’argent.. On pourra noter que la configuration la plus stable dans l’état fondamental est une exception à la règle de Klechkowski. En admettant que seuls les électrons de valence participent au moment magnétique de l’atome, Démontrer que ce n’est pas la quantification du moment cinétique orbital qui intervient sur les valeurs de la déviation Z. 10) D’après le document 6, expliquer les deux tâches et donnez la valeur du rapport gyromagnétique de spin. En déduire le facteur de Landé du spin de l’électron. 11) Quelle(s) conclusion() peut-on tirer de l’expérience de Stern et Gerlach ? DM n°8 – Activité documentaire : Expérience de Stern et Gerlach page 2 A rendre pour le lundi 29 janvier 2018
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A rendre pour le lundi 29 janvier 2018
DM n°8
Activité documentaire : Expérience de Stern et Gerlach
En vous appuyant sur les documents, vous répondrez aux questions suivantes :
1) Exprimer le moment cinétique orbital et le moment magnétique associé à la boucle de courant
créée par le mouvement planétaire de l’électron autour du noyau.
2) En déduire le rapport gyromagnétique orbital tel que : L=
�� ��
µ γ
3) D’après document 4, le champ magnétique est-il plus intense près du pôle nord ou du pôle
sud ? Dans quel sens est orienté z
gradB������
?
4) La vitesse moyenne des atomes d’argent à la temperature T est donnée par la relation :
0
3=
Ag
RTv
M Calculer la vitesse v0 à la sortie du four?
5) Démontrer qu’il est logique de négliger le poids par rapport à la force magnétique.
6) Etablir l’expression de la trajectoire parabolique dans l’entrefer de l’aimant :
( ) 2
202
∂=
∂z z
Ag
Bz y y
zm v
µ
7°) Démontrer que la tâche se situe à :
20
∂=
∂ℓz z
Ag
BZ D
zm v
µ
8) A partir de la simulation numérique en déduire que le moment magnétique de l’atome d’argent
est de l’ordre du magnéton de Bohr 2B
e
mµ =
ℏ
9) Donner la configuration électronique de l’atome d’argent.. On pourra noter que la configuration
la plus stable dans l’état fondamental est une exception à la règle de Klechkowski.
En admettant que seuls les électrons de valence participent au moment magnétique de l’atome,
Démontrer que ce n’est pas la quantification du moment cinétique orbital qui intervient sur les
valeurs de la déviation Z.
10) D’après le document 6, expliquer les deux tâches et donnez la valeur du rapport
gyromagnétique de spin. En déduire le facteur de Landé du spin de l’électron.
11) Quelle(s) conclusion() peut-on tirer de l’expérience de Stern et Gerlach ?
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