Questions 11
Proposé par Kwiiz.ch

Un aperçu de la physique moderne

GYM4 Physique GYM PH 1

Kwiiz de physique (Secondaire II) sur la physique moderne : relativité (dilatation du temps, $E = mc^2$, vitesse limite), physique quantique (effet tunnel, hasard fondamental, dualité onde-corpuscule) et radioactivité (désintégration, demi-vie). Une plongée dans les idées les plus contre-intuitives du XXᵉ siècle — le temps qui ralentit, l'atome presque vide, le Nobel « surprise » d'Einstein — avec deux calculs de niveau maturité. Aligné sur l'objectif GYM PH 1 (physique moderne, GYM4) du plan d'études gymnasial.

Objectif du Plan d'études romand (PER)

GYM PH 1 — Discipline fondamentale : physique.

Aperçu des questions

1À quel grand domaine de la physique moderne se rattache chaque idée ?
2Un jumeau qui voyage dans l'espace à une vitesse proche de celle de la lumière revient plus jeune que son frère resté sur Terre.
VraiFaux
3Que signifie la célèbre équation $E = mc^2$ d'Einstein ?
La masse et l'énergie sont deux formes d'une même chose, convertiblesL'énergie d'un objet augmente comme le carré de sa vitesse de déplacementLa masse d'un objet se conserve toujours quand il se met en mouvementLe facteur c² sert à convertir de l'énergie directement en vitesse
4Quelle énergie (en J) libérerait la conversion complète d'une masse de $1\times10^{-9}$ kg (un microgramme) ? ($c = 3\times10^8$ m/s)
5Dans un accélérateur de particules assez puissant, un proton peut finir par atteindre la vitesse de la lumière.
VraiFaux
6Si le noyau d'un atome avait la taille d'une bille posée au centre d'un grand stade, où se trouveraient les électrons ?
Serrés en couche dense tout autour de la bille centraleTrès loin de la bille, jusque dans les tribunes du stadeCollés à la bille, occupant à peine quelques rangs de siègesRépartis de façon dense et uniforme dans tout le volume du stade
7Un échantillon radioactif a une activité de $800$ becquerels. Quelle sera son activité (en Bq) après 3 demi-vies ?
8Associe chaque notion de physique moderne à ce qui la caractérise.

À associer par paires :

Contraction des longueursRadioactivitéDualité onde-corpusculeAntimatière
à chaque particule correspond une jumelle de charge opposéela lumière est tantôt étalée comme une vague, tantôt en paquets localisésun noyau instable se stabilise en éjectant une particuleun objet lancé très vite paraît raccourci dans le sens du mouvement
9Pourquoi les satellites GPS doivent-ils tenir compte de la relativité d'Einstein pour être précis ?
Parce que leur grande vitesse crée un effet Doppler qui corrige tout seul les signauxParce que le champ magnétique terrestre ralentit le rythme de leurs horlogesSinon leurs horloges se décalent et le GPS dériverait de plusieurs km/jourParce que l'altitude augmente la portée de leurs antennes radio
10Il est impossible de prédire l'instant précis où un atome radioactif donné va se désintégrer : c'est fondamentalement imprévisible.
VraiFaux
11Pour quelle découverte Albert Einstein a-t-il reçu le prix Nobel de physique en 1921 ?
Pour sa théorie de la relativité restreinte puis de la relativité généralePour avoir participé à la mise au point de la bombe atomiquePour la découverte de l'électron au cœur de l'atomePour l'effet photoélectrique (la lumière faite de grains)

Les bonnes réponses se découvrent en jouant le Kwiiz.