Rapport mécanique quantique

Pages: 26 (6449 mots) Publié le: 24 mai 2011
Rédigé par :Yacine Ait Ouarab Mohamed Boutat Youssef Merchich 20/05/2011

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Sommaire

I- Approche historique 2- Interprétation de comportement de la lumière. 3- Prédiction du comportement du corps noir. 4- Catastrophe de l'Ultraviolet. 5- l'effort photo électrique.

II- Introduction et postulat de la physique quantique. 1-Quantification de l'énergie. a- Théorie des quanta. 2-Notion de photon. a- La dualité onde-particule. b- Les fentes de Young. 3- fonction d'onde - Interprétation standard VS Copenhague. 4- Principe de superposition - Chat de Schrödinger. III- Utilisation de la physique (mécanique) quantique actuelle. 1- Le Laser a- Phénomène quantique utilisé. b- Application 2- Microscope à effet tunnel a- Phénomène quantique utilisé. b- Principe d'utilisation.Conclusion Bibliographie

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Introduction

A la fin du XIXe siècle, une grande majorité des physiciens pensaient qu’on pouvait expliquer l’ensemble des phénomènes physiques à l’aide de la mécanique de Newton et de l'électromagnétisme de Maxwell. Seules quelques questions restaient en suspens, parmi elles les plus pertinentes : la propagation de la lumière dans le vide et le rayonnement émispar le corps noir. La première est à l’origine des travaux d’Einstein qui ont donné naissance à la relativité restreinte, la seconde a donné naissance à la mécanique quantique.

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I- Approche historique

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1- Interprétation de comportement de la lumière. La lumière n’a été identifiée en tant que telle que tardivement. En effet dans l’antiquité on ne considérait que le mécanisme de lavision. A cette époque la lumière faisait l’objet de débats philosophiques, non pas scientifiques a tel point que certains y voyait des « fantômes », « émanations » ou « feu intérieurs » provenant des êtres ou des choses adaptés à l’œil humain. Ce n’est qu’à partir des travaux d’Alhazen (965-1039) que sont énoncés les premiers éléments descriptifs de la lumière. Entre Alhazen et René Descartes(1596-1650) aucun travail sérieux ne verra le jour. Dans son traité du Monde et de la lumière, Descartes affirme que « la lumière est une pression qui se communique instantanément à l’œil, une tendance ou aptitude au mouvement ». Pour lui, les couleurs ne sont pas intrinsèques à la lumière, mais naissent lorsque les « balles de lumière », particules de matière subtile, rencontrent une surface : lesballes se mettent alors à tournoyer, plus ou moins vite (le rouge proviendrait ainsi d’une rotation lente, le bleu d’une rotation rapide). A l’inverse de la conception de Descartes, Francesco Grimaldi (1618-1663), défend que les couleurs fassent partie de la lumière, et dépendent de la « condensation » du faisceau lumineux, le bleu s’obtenant avec le rayon le plus raréfié, le rouge avec le rayon leplus dense. Remarquons néanmoins les contradictions de Descartes : la lumière est une perturbation du milieu qui se propage à une vitesse infinie, mais elle est aussi composée de particules subtiles de vitesse finie et changeante… Comment réconcilier des deux aspects totalement contradictoires ? C’est Isaac Newton (1642-1727) qui, de façon expérimentale (1666) traitera de la lumière et des couleurs.Il constatera ainsi que la lumière apparemment blanche du soleil, après passage dans un prisme, forme un arc-en-ciel qu’il nommera « spectre ». C’est en plaçant deux prismes perpendiculairement l’un à l’autre qu’il mettra involontairement à mal la théorie de Descartes. En effet il constate que la largeur du spectre obtenue est identique à celle obtenue avec un seul prisme. C’est en cela qu’ilcontredit Descartes. Le nombre de surfaces n’affecte pas le résultat final ! Newton prouve ainsi que les couleurs sont intrinsèques à la lumière, et non le
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résultat d’une interaction avec la matière. IL complètera son expérience en isolant une des couleurs en la redirigeant vers un autre prisme, seule cette couleur réapparaît. Cette expérience achèvera de convaincre Newton : les couleurs...
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