[PDF] Quantique Développement et applications à basse é

View - Download Quantique

Previous PDF

Next PDF

Cet ouvrage, découpé en 20 leçons quasi

autonomes, rassemble les fondements et les applications de la quantique.

Qu"est-ce que la quantique ?

Dans la première leçon, on présente la quantique, en soulignant les aspects historiques et épistémologiques de cette discipline, et en rappelant ses nombreuses implications, non seulement en physique atomique et moléculaire, mais aussi en physique nucléaire, en chimie, en physique de la matière condensée et dans le domaine

émergent des nanosciences.

Aspects fondamentaux et applications

Le fil conducteur de l"ouvrage peut être résumé par le slogan " un maximum de physique avec un minimum de formalisme ». Ainsi, en appliquant l"équation de ment abordés les effets de confinement, de quantification, de tunnel et de diffusion. Dans ce contexte, l"évolution, le déterminisme, l"indiscernabilité, la superposition d"états et l"intrication, qui sont analysés en détail dans la seconde

moitié de l"ouvrage, sont très tôt considérés.En outre, sont examinés les progrès considérablesapparus au cours des dernières décennies, tant sur le planfondamental, avec la levée des divers paradoxes, que surle développement de l"optique quantique et des multi-ples applications en métrologie. L"ouvrage se terminepar une ouverture relativiste rendue nécessaire par lesprogrès qu"ont permis, sur le plan de la pensée et desapplications, la théorie de Dirac et l"électrodynamiquequantique.

De nombreux exemples, plus de 250 exercices

et problèmes résolus L"ouvrage s"adresse d"abord aux étudiants de licence (L2, L3) et de la première année du master (M1), mais sa présentation didactique, avec ses nombreux exemples et ses 250 exercices et problèmes résolus, ainsi que l"accent mis sur le développement historique et épistémologique, devraient aussi intéresser les candidats aux concours de l"enseignement (CAPES, agrégations, etc.), et plus largement toutes les personnes concernées par la physique et son impact dans toutes les autres disciplines scientifiques, voire même en philosophie.Les auteurs José-Philippe Pérez,Professeur émérite de l"Université de Toulouse, UPS-IRAP.

Robert Carles

, Professeur à l"Université de Toulouse,

UPS-CEMES.

Olivier Pujol,Maître de conférences à l"Université de Lille, LOA.a a a a a a

ISBN : 978-2-8041-0778-9

Conception graphique : Primo&Primo®

illu : © D.R.

PHYQUANPER

Quantique

fondements et applications

Pérez

I

Carles

I Pujol

Pérez

I

Carles

I Pujol

Quantique fondements et applicationsPérez

I

Carles

I Pujol

Quantique

fondements et applications avec 250 exercices et problèmes résoluswww.deboeck.com

© De Boeck Supérieur s.a., 2013

Rue des Minimes, 39 B-1000 Bruxelles

Pour la traduction et l"adaptation française

Tous droits réservés pour tous pays.

Il est inter

dit, sauf accord préalable et écrit de l"éditeur, de reproduire (notamment par photocopie) partiellement ou

totalement le présent ouvrage, de le stocker dans une banque de donné es ou de le communiquer au public, sous quelque forme et de quelque manière que ce soit.

Imprimé en Belgique

Dépôt légal:

Bibliothèque nationale, Paris: septembre 2013

Bibliothèque royale de Belgique, Bruxelles: 2013/0074/215 ISBN 978-2-8041-0778-9 Pour toute information sur notre fonds et les nouveautés dans votre domaine de spécialisation, consultez notre site web: www.deboeck.com

Illustration de couverture

L"image utilisée pour illustrer la couverture de l"ouvrage est celle d"un nanoSQUID donnée par un microscope à force

atomique. Dans un tel dispositif en forme d"anneau, constitué d" un supraconducteur, d"un nanotube de carbone et d"un

plot, on réalise des interférences quantiques avec des paires d"électrons ; plusieurs effets quantiques interviennent

alors : l"effet tunnel, l"indiscernabilité des objets, la quantification du flux magnétique, la cond

uctance d"un fil quantique

et la discrétisation des niveaux d"énergie dans une boîte quantique. En raison de sa grande sensibilité,

le nanoSQUID permet de détecter des moments magnétiques élémentaires.

Cette image est issue de travaux menés, dans le cadre du laboratoire CEMES (Centre d"Élaboration de matériaux et

d"Études Structurales) de Toulouse et des laboratoires CRTBT (Centre de Recherche sur les Très Basses Températures) et

LLN (Laboratoire Louis Néel) de Grenoble, par J.-P. Cleuziou, W. Wernsdorfer, V. Bouchiat, T. Ondarçuhu et M. Monthioux

Nature Nanotechnology, vol. 1, 53-59, 2006

ii

“PHYQUANPER" — 2013

8

27 — 9:04 — page 5 — #1

ii i ii i

Table des matièresv

Avant-Proposxi

Notations et symbolesxiv

Constantes fondamentales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xiv

Notations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xv

Alphabet grec . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xvii

Multiples en notation scienti que . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xvii

Les grands noms de la physiquexviii

La quantique en vingt questionsxl

Leçons1

1 Qu'est-ce que la quantique?3

Les fondements de la physique classique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

La constante de Planck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

Les quatre interactions fondamentales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

Les concepts de la quantique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

Les fondements de la quantique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

Les applications de la quantique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

Les diérentes synthèses en physique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

2 Le photon: première approche37

Rappel sur les ondes électromagnétiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

Rayonnement du corps noir . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

E

et photoélectrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

E

et Compton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

Autres interactions lumière-matière . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

Détection et atténuation d"un rayonnement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

3 Quantication de l'énergie des atomes69

Spectre de raies de l"atome d"hydrogène . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

Interprétation historique de Bohr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

Atomes hydrogénoïdes et muoniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

ii

“PHYQUANPER" — 2013

8

27 — 9:04 — page 6 — #2

ii i ii i

Excitation des atomes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

Limites du modèle de Bohr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

4 Relation de de Broglie. Inégalités d'Heisenberg91

Hypothèse fondamentale de Louis de Broglie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

Con rmations expérimentales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

Interprétation probabiliste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103

Groupe d"ondes de probabilité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107

Inégalités spatiales d"Heisenberg . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110

Eets de phase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115

Courant de probabilité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133

États stationnaires d"un objet physique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135

États libres à une dimension . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137

Flux d"objets physiques libres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140

Réexion et transmission sur une marche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143

Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155

6 Eet tunnel et diusion à une dimension165

Mise en évidence expérimentale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166

Transmission par e

et tunnel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168

Facteur de transmission en intensité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171

Interprétation de divers phénomènes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174

Applications de l"e

et tunnel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178 Di

usion à une dimension . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183

Analyse matricielle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187

7 Connement quantique à une dimension195

Approches classique et quantique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195

Puits rectangulaire in niment profond . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197

Approximation classique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202

Puits quantique de profondeur nie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204

Exemples physiques de puits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209

Mesures des grandeurs dans un état con né . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212

Représentation en quantité de mouvement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214

8 Oscillateur harmonique et excitations élémentaires225

Oscillateur harmonique en physique classique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225

Oscillateur harmonique en quantique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227

Exemples et ordres de grandeur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232

Spectrométries de vibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237

ii

“PHYQUANPER" — 2013

8

27 — 9:04 — page 7 — #3

ii i ii i

9 Systèmes à plusieurs dimensions249

Systèmes à variables séparables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250

Prise en compte des symétries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251

Système 0 D et boîte quantique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255

Système 1D et l quantique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258

Système 2 D et puits quantique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265

Systèmes 3 D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271

Réexion et transmission . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277

10 Couplage de puits quantiques: de l'atome au solide291

Couplage de deux oscillateurs mécaniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291

Couplage par eet tunnel de deux puits quantiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301

Comparaison des cas classique et quantique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312

Autres exemples de couplage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313

Chaîne périodique d"oscillateurs classiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316

Couplage tunnel d"une chaîne périodique de puits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319

11 Systèmes à deux états333

États de polarisation de la lumière . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334

Système de deux puits quantiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338

Système quelconque à deux états . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342

Application aux liaisons moléculaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347

Systèmes àNétats. Applications au solide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351

Échange et interférence quantiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357

12 Rotation et moment cinétique369

Faits expérimentaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369

Rotateur plan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371

Moment cinétique orbital . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376

Rotations moléculaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382

Fluides quantiques en rotation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385

E

ets de phase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392

13 Spin et magnétisme405

Moments magnétiques et e

et Zeeman . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405

Moment cinétique intrinsèque ou spin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 411

États de spin des systèmes. Qubit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413

Moment cinétique total d"un système . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 419

14 Atomes, noyaux et agrégats433

Système à champ central . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 434

Atome d"hydrogène . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435

Atomes à plusieurs électrons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447

Spectrométrie atomique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454

ii

“PHYQUANPER" — 2013

8

27 — 9:04 — page 8 — #4

ii i ii i

Structures nucléaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 458

Nano-objets et agrégats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463

États de di

usion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466

15 Absorption et émission. Coe

cients d'Einstein483 Processus d"interaction rayonnement-atome . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 484

Émission induite et loi de Planck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 488

Ampli cation d"une onde par un milieu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 494

Lasers et horloges atomiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 501

16 Battements, transitions et résonance515

Évolution de l"état quantique d"un système . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 516

Évolution d"un système à deux états . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 521

Oscillations de Rabi et interaction faible . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 528

Eets Josephson . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 531

Transition entre deux états . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 536

Transition par une perturbation sinusoïdale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 542

Résonance magnétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 549

17 Équation d'Heisenberg. États quasi classiques. Relaxation563

Évolution des grandeurs physiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 563

Invariances et lois de conservation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 567

Théorème d"Ehrenfest . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 570

États cohérents quasi classiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 573

Relaxation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 577

18 Intrication, mesure et décohérence597

Intrication et corrélations à distance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 598

Argument EPR et inégalités de Bell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 603

Tests expérimentaux de non-séparabilité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 607

Communication quantique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 613

Opérateur et matrice statistique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 618

Mesure, décohérence et information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 623

Tests de cohérence quantique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 630

19 Optique quantique645

Interféromètre d"Hanbury Brown et Twiss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 645

Expériences à un photon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 648

Coalescence de deux photons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 657

Statistique de photons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 659

Interféromètre HBT en optique quantique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 667

Quanti cation du champ électromagnétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 673

États quasi classiques et états comprimés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 687

ii

“PHYQUANPER" — 2013

8

27 — 9:04 — page 9 — #5

ii i ii i

20 Quantique relativiste703

La relativité restreinte en quantique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 703

Théorie de Dirac . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 713

Théorie quantique des champs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 726

Annexes745

1 Outils mathématiques de base747

Nombres complexes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 747

Fonctions hyperboliques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 748

Développements limités au voisinage de zéro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 749

Matrices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 751

2 Lagrangien et hamiltonien759

Lagrangien classique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 759

Hamiltonien classique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 762

Lagrangien et hamiltonien d"une charge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 766

3 Analyse de Fourier771

Séries de Fourier de fonctions périodiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 771

Transformation de Fourier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 773

Extension aux distributions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 779

Notations particulières en quantique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 780

4 Espaces de Hilbert783

Espaces hermitiens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 783

Bases orthonormées . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 785

Opérateurs linéaires hermitiens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 786

Inégalités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 789

Représentations dans des bases continues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 791

5 Lois de probabilité795

Langage des probabilités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 795

Probabilités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 796

Variables aléatoires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 798

Lois de probabilité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 801

6 Simulation en quantique807

Di

raction et interférence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 808

Marche ou saut d"énergie potentielle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 814

Barrière rectangulaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 818

Transmission tunnel résonnante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 822

États con nés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 830

ii

“PHYQUANPER" — 2013

8

27 — 9:04 — page 10 — #6

ii i ii i

Énergie potentielle continue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 835

Rampe d"énergie potentielle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 848

Atomes hydrogénoïdes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 849

Correction des exercices et problèmes858

Bibliographie1067

Index1069

ii

“PHYQUANPER" — 2013

8

27 — 9:04 — page 11 — #7

ii i ii

i" [...] Il apparaît en eet que la physique, à mesure qu'elle poursuit son évolution, n'en tient pas tout

de leurs applications, en les intégrant comme des cas particuliers aux systèmes plus vastes qu'elle est en

train d'édier.» "Wolfgang Pauli, Physique moderne et philosophie, 1961, Albin Michel 1999, page 108»

Cet ouvrage, découpé en 20 leçons, rassemble, dans un seul volume "Quantique», les fondements et

les applications de la physique quantique.

Dans la leçon introductive, intitulée " Qu"est-ce que la quantique? », on rappelle la nature des

constantes physiques fondamentales, les ordres de grandeur décisifs et les caractéristiques essentielles

des quatre interactions fondamentales. On présente ensuite brièvement les autres leçons, sans omettre

les aspects historiques et épistémologiques qui ont préoccupé les physiciens depuis la naissance de cette

théorie, en 1900, jusqu"à aujourd"hui où elle est omniprésente. On souligne les nombreuses implications

de la quantique, non seulement en physique atomique et moléculaire, mais aussi en physique nucléaire,

en astrophysique, en physique du solide et dans le domaine émergent des nanosciences.

Dans toutes les leçons, les aspects fondamentaux et les applications concrètes sont privilégiés par rap-

port au formalisme mathématique, lequel n"est introduit que progressivement, en évitant soigneusement

simple d"un seul objet physique se déplaçant selon une direction, des phénomènes aussi importants que

la di

usion, la quanti cation de l"énergie par con nement, les franges d"interférence que cet objet peut

faire apparaître, l"e et tunnel présent désormais dans la plupart des nouveaux composants électroniques, l"e et Ramsauer-Townsend, ou le couplage de deux puits quantiques dont on sait l"importance dans la formation des liaisons chimiques. Pour traiter e cacement ces problèmes unidimensionnels, dans des cas

concrets où le milieu est constitué de couches successives, on adopte une méthode matricielle, fondée sur

une matrice de transfert, analogue à celle bien connue que l"on introduit en optique (des rayons lumineux

et des lasers) ou en électronique.

Une attention particulière est apportée, dès les premières pages, à l"exposé des principales avancées

théoriques et expérimentales, notamment toutes celles qui ont justi é l"attribution d"un prix Nobel de

physique (PNP) ou de chimie (PNC). Cependant, nous avons tenu à accompagner toutes ces avancées

d"une réexion épistémologique actualisée. Dans ce contexte, on a écarté les expressions " dualité onde-

corpuscule» ou "réduction d"un paquet d"ondes» et considéré les électrons, les protons, les neutrons, les

atomes, les molécules,comme des "objets physiques» dont la réalité complexe laisse apparaître, selon

ii

“PHYQUANPER" — 2013

8

27 — 9:04 — page 12 — #8

ii iquotesdbs_dbs19.pdfusesText_25

[PDF] mécanique quantique pour les nuls pdf

[PDF] mecanique seche linge

[PDF] Mécanique statique - résoudre un systeme

[PDF] mécanique statique exercice corrigé

[PDF] Mécanique, force, vecteur accélération

[PDF] Mécanique: Etude de la chaîne d'un solide

[PDF] Mécanique: les torseurs

[PDF] Mécanique: Masse et poids

[PDF] mecanisme d'action des hormones pdf

[PDF] mécanisme d'action des médicaments ppt

[PDF] mécanisme de cancérisation

[PDF] mécanisme de défense clivage

[PDF] mécanisme de défense définition

[PDF] mécanisme de défense évitement

[PDF] mécanisme de défense exemple