Chapitre I
DUALITE ONDE-CORPUSCULE: LIMITES DE LA
PHYSIQUE CLASSIQUE

I- Cadre de la théorie classique :
L’univers est composé de deux composantes : la matière et le rayonnement.
Les corps matériels sont caractérisés par leur masse, par contre le rayonnement est défini par un champs électromagnétique dont la nature, du point de vue de la physique classique, est fondamentalement différente de la matière.
1- Mécanique des systèmes matériels :
L’état dynamique d’un système de particules qui évolue dans l’espace-temps est défini par la connaissance à tout instant t des variables x(t), v(t).
L’évolution du système est gouvernée par les lois de Newton, dont l’équation :
→

dv → m =F dt I-1

→

Les forces F agissant sur une particule dépendent généralement de la position des autres particules.
L’équation (I-1) constitue un système couplé d’équations différentielles du second ordre, dont la résolution permet d’avoir x en fonction de t. La connaissance de
→

→

x (t) , v(t) et la donnée des conditions initiales caractérisent de façon complète l’état dynamique du système.

2- Champs électromagnétiques et Lumière :
La découverte des phénomènes d’interférence et de polarisation a introduit le caractère ondulatoire de la lumière décrit par la théorie électromagnétique de
Maxwell. Cette théorie est régis par les quatre équations de Maxwell: div E = ρ
→

→

ε0

Maxwell-Gauss
→

→

rot E = µ0 j + µ0ε 0 ∂ E Maxwell-Ampère
∂t
→

I-2

→

B = rot A conservation du flux de B

I-3
I-4

→

→

E = − grad V − ∂ A Maxwell-Faraday
∂t

I-5

A partir de ces équations on détermine les équations de propagation des champs électrique et magnétique dans l’espace-temps. La simple variation de l’un des deux champs entraîne l’apparition de l’autre, d’où la dualité électrique-magnétique.
Une différence fondamentale entre la matière et le rayonnement provient de la notion de localisation. En effet, si le point matériel est