Mécanique quantique : notions de base

Exposé Sciences & technologies Physique

Date de publication :

12/06/2006

Langue :

Français

Format :

.doc

Nombre de pages :

36 pages

Niveau :

avancé

Consulté :

2 fois

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Sommaire :

Sommaire

La dualité onde particule
1. L'effet photo électrique
2. L'effet Compton
3. Diffraction par des monocristaux
4. Fentes d'Young - le principe d'incertitude
Equation de Schrödinger
1. Lecture d'une fonction d'onde
2. Analogie optique et mécanique quantique
3. Etablissement de l'équation de Schrödinger
4. Base de travail (base de Hilbert) et notations
5. Propriétés des fonctions d'onde
6. Généralisation de l'équation de Schrödinger aux systèmes de n particules
Le spin
1. Expérience
2. Opérateurs
3. Expérience de Stern et Gerlach
4. Représentation d'une rotation dans l'espace des spins
Potentiels constants par morceaux
1. Marche de potentiel
2. Barrière de potentiel
3. Application : le transistor
4. Potentiel périodique ? structure de bande

Résumé :

Ce document est un cours donnant les notions de base en mécanique quantique. Il est divisé en quatre partiers : la dualité onde particule, l'équation de Schrödinger, le spin et potentiels constants par morceaux. La mécanique quantique fixe un cadre mathématique tout à fait cohérent qui a permis de remédier à tous les désaccords entre certains résultats expérimentaux mis en évidence à la fin du XIXe siècle et les prédictions théoriques correspondantes de la physique classique. La mécanique quantique a repris et développé l'idée de dualité onde-corpuscule introduite par de Broglie en 1924 consistant à considérer les particules de matière non pas seulement comme des corpuscules ponctuels, mais aussi comme des ondes, possédant une certaine étendue spatiale. Bohr a introduit le concept de complémentarité pour résoudre cet apparent paradoxe : tout objet physique est bien à la fois une onde et un corpuscule, mais ces deux aspects, mutuellement exclusifs, ne peuvent être observés simultanément. Si l'on observe une propriété ondulatoire, l'aspect corpusculaire disparaît. Réciproquement, si l'on observe une propriété corpusculaire, l'aspect ondulatoire disparaît.