La physique quantique, Vincent Rollet
Une particule, c’est un morceau de matière.
Une onde est une transmission d’énergie sans transmission de matière.
La lumière est à la fois onde et particules. Einstein appelle ces particules des quantas (petits paquets) de lumière et le chimiste américain les rebaptisera des photons.
La dualité onde-particule peut s’appliquer à tout objet, de l’électron à la boule de bowling. De Broglie (prononcé De Breuil). Mais les effets quantiques s’effacent pour les gros objets. L’objet le plus volumineux pour lequel la loi de De Broglie a été vérifiée est une molécule de fullerène de formule C60.
A partir des travaux de De Broglie, la physique quantité devient une branche à part entière de la Physique.
“La science cherche le mouvement perpétuel. On l’a trouvé. C’est elle même.” Victor Hugo.
Le modèle de Bohr, définit les différentes orbites qu’un électron peut occuper autour d’un noyau. Les orbites peuvent s’orienter dans l’espace. Chaque orbite à des sous-couches ! Bohr démontre que l’on peut décrire l’état d’un électron autour d’un noyau à partir de quatre nombres quantiques : le premier c’est la numéro de l’orbite, le deuxième c’est la sous-couche, le troisième c’est l’orientation et le quatrième c’est le Spin qui définit le sens de rotation de l’électron sur lui-même, le moment cinétique intrinsèque de l’électron. Les électrons peuvent changer d’orbites en absorbant ou en libérant de l’énergie sous la forme de photon. Le LASER en est une application dans notre vie quotidienne.
La radioactivité. Henri Becquerel.
Un atome est radioactif parce qu’il est instable. En se stabilisant, il se désintègre et émet des particules radioactives.
Il est impossible de savoir précisément quand un atome va se désintégrer. On ne peut utiliser que des lois probabilistes.
La mathématisation des phénomènes quantiques. La représentation d’un objet quantique se note avec des crochets appelés des “kets”.
La physique quantique utilise le concept de probabilité. Certains évènements dans l’infiniment petit sont incertains comme par exemple la position d’un électron à un instant donné. On ne peut pas déterminer en même temps sa vitesse et sa position. C’est le principe d’incertitude d’Heisenberg.
Le fait d’effectuer une mesure sur un objet quantique fait disparaitre toutes ses caractéristiques quantiques. On parle de réduction du paquet d’ondes.
Le principe d’exclusion de Pauli. Deux électrons d’un même atome ne peuvent pas être dans le même état quantique.