Moment cinétique quantifié
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Moment cinétique quantifié



  1. #1
    isozv

    Moment cinétique quantifié


    ------

    bonjour

    je me suis replongé dans l'étude des moments cinétiques sous forme quantique.

    Nous avons pour une particule sans spin :



    Donc pour l=0, nous avons donc un moment cinétique nul. J'aimerais avoir votre interprétation physique de la chose... juste pour être sûr...

    Idem, pour une particule libre, nous avons :



    et comme

    alors :



    Donc une particule libre à un moment cinétique. Comment interprétez vous cela également...

    Merci

    -----

  2. #2
    Floris

    Re : Moment cinétique quantifié

    Bonjour, isozv, je ne sairai t'aporter quelque chose d'interessant pour toi. Cepandant j'aimerai savoir ce que signifie un moment cinétique pour une particule?
    Cordialement
    Floris

  3. #3
    spi100

    Re : Moment cinétique quantifié

    Citation Envoyé par isozv
    Donc une particule libre à un moment cinétique. Comment interprétez vous cela également...

    Merci
    S est un spin *qui peut s'interpréter comme* un moment cinétique, mais ce n'est pas un moment cinétique proprement dit car il ne s'écrit pas ^ , et ne s'interprète pas comme résultant d'une rotation de la particule.

  4. #4
    isozv

    Re : Moment cinétique quantifié

    OK. C'est vrai j'avais oublié cela.... On ne peut pas assimiler le "Spin" S au cas classique que l'on connait (argh! en plus c'est une erreur classique).

    Cependant... comment une particule sans spin (S=0 donc les bosons) avec l=0 peut-t-elle avoir un moment cinétique nul ?

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    spi100

    Re : Moment cinétique quantifié

    Citation Envoyé par isozv
    Cependant... comment une particule sans spin (S=0 donc les bosons) avec l=0 peut-t-elle avoir un moment cinétique nul ?
    Oui, attention, c'est un peu comme dire '0 chance de réussite' pour ne pas dire 'ca va échouer'.
    Moment cinétique nul veut dire 'pas de moment cinétique'. Donc tu me demande s'il est possible qu'une particule n'ait pas de moment cinétique ?

  7. #6
    invite15bb03d4

    Re : Moment cinétique quantifié

    Citation Envoyé par Floris
    Bonjour, isozv, je ne sairai t'aporter quelque chose d'interessant pour toi. Cepandant j'aimerai savoir ce que signifie un moment cinétique pour une particule?
    Cordialement
    Floris
    bonjour isozv, pouvez-vous interpréter physiquement le concept de moment cinétique? merci d'avnce.

  8. #7
    isozv

    Re : Moment cinétique quantifié

    justement je me le demande quand je vois ce genre de résultat.... qu'est-ce que le moment cinétique d'une onde...

  9. #8
    isozv

    Re : Moment cinétique quantifié

    Citation Envoyé par spi100
    Donc tu me demande s'il est possible qu'une particule n'ait pas de moment cinétique ?
    Oui comment b (ou L peut importe comment tu le notes) est égal à zéro. Cela est-il possible pour une particule sans spin dans un potentiel central ?

    Selon ce que j'ai compris de la physique quantique, cela serait possible seulement si les particules de spin nul n'ont pas de charges. Or, je ne sais pas si tous les bosons n'ont pas de charges (j'ai pas tableau des bosons sous la main).

  10. #9
    spi100

    Re : Moment cinétique quantifié

    Citation Envoyé par isozv
    Oui comment b (ou L peut importe comment tu le notes) est égal à zéro. Cela est-il possible pour une particule sans spin dans un potentiel central ?
    Le fait qu'une particule n'ait pas de spin, ne l'empêche pas d'avoir un moment cinétique.
    Les valeurs possibles du carré de ce moment cinétique sont données par l(l+1). Si tu procèdes *à une mesure*, tu as une probabilité non nul de trouver 0, mais si tu reprépares ton système, et que tu recommences la mesure, tu trouveras probablement une autre valeur.

    J'espère répondre à ta question, et ne pas trop t'embrouiller.

  11. #10
    spi100

    Re : Moment cinétique quantifié

    Citation Envoyé par isozv
    justement je me le demande quand je vois ce genre de résultat.... qu'est-ce que le moment cinétique d'une onde...
    Il faut penser onde/particule, ni onde ni particule, un peu des deux.
    Si tu parles de moment cinétique, c'est l'aspect particule.

  12. #11
    isozv

    Re : Moment cinétique quantifié

    Citation Envoyé par spi100
    Le fait qu'une particule n'ait pas de spin, ne l'empêche pas d'avoir un moment cinétique.
    Oui mais là n'est pas question probablement que je m'exprime mal.

    Ce qui me semble étrange, c'est qu'une particule sans spin, dans un état quantifié par rapport à un potentiel central type "noyau d'atome" puisse avoir un moment cinétique nul. En gros, cela signifie que le nombre quantique radial est nul et donc que la particule traverse de part en part le noyau et ce de manière périodique (!!!). Je sais que cela est possible avec l'effet tunnel à l'intérieur du noyau lui-même mais j'aimerai en être sûr.

    Une réponse qui m'aiderai aussi est : existe-t-il des particules sans spin chargées ?

  13. #12
    spi100

    Re : Moment cinétique quantifié

    Citation Envoyé par isozv
    Oui mais là n'est pas question probablement que je m'exprime mal.

    Ce qui me semble étrange, c'est qu'une particule sans spin, dans un état quantifié par rapport à un potentiel central type "noyau d'atome" puisse avoir un moment cinétique nul. En gros, cela signifie que le nombre quantique radial est nul et donc que la particule traverse de part en part le noyau et ce de manière périodique (!!!). Je sais que cela est possible avec l'effet tunnel à l'intérieur du noyau lui-même mais j'aimerai en être sûr.

    Une réponse qui m'aiderai aussi est : existe-t-il des particules sans spin chargées ?
    Tu n'en sais rien si le moment cinétique est nul. L, Lz commuttent bien mais Lx et Ly ne commuttent pas avec Lz. Si tu trouves L^2 et Lz nuls, tu ne peux rien dire sur Lx et Ly. A proprement parler, tu ne peux jamais affirmer que le vecteur moment cinétique est nul.

    Si tu considère une paire de deux e, le spin total peut être -1, 0, ou 1, mais la paire a bien une charge 2e. Ca doit répondre a ta question.

  14. #13
    isozv

    Re : Moment cinétique quantifié

    Citation Envoyé par spi100
    Tu n'en sais rien si le moment cinétique est nul. L, Lz commuttent bien mais Lx et Ly ne commuttent pas avec Lz. Si tu trouves L^2 et Lz nuls, tu ne peux rien dire sur Lx et Ly.
    mouais... mais il est peut-être possible que Lx, Ly, Lz soient tous nuls ? (j'en sais rien hein... c'est juste une question en l'air).

    Et finalement... il existe des particules sans spin possédant une charge électrique ? (je ne crois pas mais je préfère avoir confirmation).

    Merci poir ton aide spi100

  15. #14
    spi100

    Re : Moment cinétique quantifié

    Citation Envoyé par isozv
    mouais... mais il est peut-être possible que Lx, Ly, Lz soient tous nuls ? (j'en sais rien hein... c'est juste une question en l'air).
    Non, j'ai dit une ânerie. Si L^2 est nul, evidemment que Lx, Ly et Lz sont tous les 3 nuls en même temps.

    Pour essayer de répondre à ta question, je pense à l'orbitale s, qui correspond a un moment cinétique nul. Elle est a une symétrie complètement sphérique.

    Classiquement, le fait qu'il y ait un moment cinétique, veut dire que la trajectoire de la particule se trouve dans un plan, ceci est dû à la conservation du moment cinétique. Si le moment est nul, je dirais alors que plus aucun plan n'est priviligié.

    Si tu regarde les fonctions sphériques, Y(l, m) il me semble qu'effectivement, il n'y ait que Y(0,0) qui possède la sym sphérique.

  16. #15
    mtheory

    Re : Moment cinétique quantifié

    Les pions ont un spin nuls et sont ou ne sont pas chargés (pi0,pi+,pi-).
    L'onde électromagnétique a un moment cinétique possiblement non nul.Penses à la polarisation et au vecteur de Poyting intégrer sur une boucle (circulation d'impulsion-énergie).
    Je te rappel la définition du moment cinétique d'un systeme par invariance par rotation du Lagrangien/hamiltonien.Donc une fonction d'onde d'un systéme invariant par rot dans l'espace définit un opérateur Moment cinétique (Cf le Landau MQ).

  17. #16
    isozv

    Re : Moment cinétique quantifié

    OK Merci

    M Theory:

    Je dois t'avouer cependant que je vois mal comment montrer explicitement avec l'expression du vecteur de Poynting comment faire apparaître le moment cinétique (à part en faisant une analyse dimensionnelle).

    SPI100:

    Oui il me semble qui si Lz et Lx (ou autre) ne commutent pas cela signifie qu'une incertitude subsiste quand à leur mesure simultanée et non pas nécessairement que quand un est nul, l'autre peut ne pas l'être aussi (et inversement).

    Ceci SPI100 j'aime bien ton explication concernant la première harmonique sphérique. L'idée est bonne. Je vais creuser dans ce sens.

  18. #17
    spi100

    Re : Moment cinétique quantifié

    Citation Envoyé par isozv
    OK Merci

    SPI100:

    Oui il me semble qui si Lz et Lx (ou autre) ne commutent pas cela signifie qu'une incertitude subsiste quand à leur mesure simultanée et non pas nécessairement que quand un est nul, l'autre peut ne pas l'être aussi (et inversement).
    C'est gentil mais j'ai vraiment dit une ânerie.
    La valeur moyenne d'une quantité au carré est forcemment positive.
    <L^2> = <Lx^2> + <Lz^2> + <Ly^2> = 0, n'est possible que si les 3 sont nuls en même temps.

  19. #18
    spi100

    Re : Moment cinétique quantifié

    Au sujet du pb de spin et de charge. Il me semble me souvenir qu'il n'y a pas de relation directe en les deux. La seule chose que tu puisses dire, c'est qu'un champ à valeurs réelles ne peut pas posséder de charge, seuls les champs complexes peuvent en posséder une.

    Ca découle du théorème de Noether. Pour deviner un peu pourquoi, pense à
    qui devient nul si . Si tu ne peux pas construire un courant, alors tu ne peux pas parler de charge associé

  20. #19
    mtheory

    Re : Moment cinétique quantifié

    Citation Envoyé par isozv
    OK Merci

    M Theory:

    Je dois t'avouer cependant que je vois mal comment montrer explicitement avec l'expression du vecteur de Poynting comment faire apparaître le moment cinétique (à part en faisant une analyse dimensionnelle).

    .
    Ok,le vecteur de Poyting te donne une densité d'impulsion et te permet par ex de calculer la pression de radiation.Déjà si tu as une densité d'impulsion dans le champ électromagnétique alors tu dois évidement pouvoir calculer une densité de moment cinétique comme en mécanique,notament des milieux continus.Regarde le cours de Feynman sur l'électromagnétisme

  21. #20
    deep_turtle

    Re : Moment cinétique quantifié

    J'arrive un peu tard dans la discussion, mais je me permets d'ajouter un élément qui n'a pas été mentionné. Un aspect hyper important de la mécanique quantique est le principe de superposition : si un état A est possible et un autre état B aussi, alors la "somme" A+B est définie aussi (je mets des guillemets pour les puristes, il faudrait définir précisément ce que sont ces états pour que ma phrase prenne unsens plus clair, mais bon...).

    Du coup, pour imaginer un état de moment cinétique nul, on peut imaginer un état qui "tourne dans un sens", un autre qui tourne dans l'autre sens, et les ajouter (ça tourne "à la fois" dans un sens et dans l'autre, re-guillemets...). Dans un certain sens, l'état fondamental de l'atome d'hydrogène (de moment cinétique nul) peut être vu comme la superposition de plein d'états qui tournent dans toutes les directions possibles...


    Citation Envoyé par spi100
    Classiquement, le fait qu'il y ait un moment cinétique, veut dire que la trajectoire de la particule se trouve dans un plan, ceci est dû à la conservation du moment cinétique. Si le moment est nul, je dirais alors que plus aucun plan n'est priviligié.
    Non, ce qu'on montre, c'est que quand le moment cinétique est conservé (comme pour les forces centrales), le mouvement est plan, mais il y a des mouvements non plans pour lesquels il y a a du moment cinétique par rapport à un point (la plupart, en fait...).

  22. #21
    invite143758ee

    Re : Moment cinétique quantifié

    ah, salut ,
    bon comme le sujet initial demandait une interprétation ( et c'est donc un avis plus ou moins personnel et donc sujet à erreurs...)

    pour l'instant, l'interprétation que j'ai, c'est que le moment cinétique nous renseigne sur la symétrie de la particule, et qu'une interprétation en terme de rotation classique n'est plus la bienvenue.

    comme on sait que la théorie des groupes nous renseigne sur le spectre, et que la symétrie d'une particule nous donne directement ce spectre et ses dégénérescence, ça fait que finalement,
    à mon niveau, mon interprétation reste purement énergétique et lié aux symétries.

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