La dualité onde-corpuscule stabilise la matière ?

[Christian Arnaud]

Amis de la quantique, bonsoir

En visionnant une conférence d'Alain Aspect :https://www.youtube.com/watch?v=zaHLXhLIQ0k, j'ai sursauté à un passage où il explique que c'est la dualité onde-corpuscule qui stabilise la matière (entre 29:40 et 31:50) !!

Je tente de résumer :
*prenons une charge positive et une charge négative : elles devraient se coller l'une à l'autre et la matière s'effondrer
* mais il faut associer à la charge une onde dans un espace de plus en plus petit, donc d'une longueur d'onde de plus en plus faible, donc d'une fréquence de plus en plus élevée
* la relation e=h.nu montre qu'il faudrait alors une énergie énorme pour réduire la distance à presque rien, énergie non disponible, donc les deux charges restent distantes et la matière est stable !!

Comme c'était la première fois que j'entendais une explication sur la stabilité de l'atome et vu la réputation du conférencier, j'en suis resté interloqué, Voulez-vous me donner votre avis ?

Merci
-----

[maxwellien]

Bonjour, effectivement si par exemple on comprime l'atome ses constituants se retrouvent dans un espace de plus en plus petit donc localisé il s'en suit que selon le principe d'incertitude ils ont une impulsion plus importantes donc une énergie plus grande.
Les états d'énergie quantifiés minimisent l'énergie moyenne de l'atome et offrent ainsi une stabilité.

[Christian Arnaud]

Bonjour, effectivement si par exemple on comprime l'atome ses constituants se retrouvent dans un espace de plus en plus petit donc localisé il s'en suit que selon le principe d'incertitude ils ont une impulsion plus importantes donc une énergie plus grande.

bonsoir

euh , il me semble que le principe d'incertitude ce n'est pas un produit constant entre position et impulsion Je dirais que si la particule est bien localisée alors l'impulsion ne peux être mesurée précisément, mais réduire la localisation d'une particule ne fait pas augmenter son impulsion (ni diminuer d'ailleurs)

Les états d'énergie quantifiés minimisent l'énergie moyenne de l'atome et offrent ainsi une stabilité.

Oui, ça c'est l'atome de Bohr-Sommerfeld

[sunyata]

bonsoir

euh , il me semble que le principe d'incertitude ce n'est pas un produit constant entre position et impulsion Je dirais que si la particule est bien localisée alors l'impulsion ne peux être mesurée précisément, mais réduire la localisation d'une particule ne fait pas augmenter son impulsion (ni diminuer d'ailleurs)



Oui, ça c'est l'atome de Bohr-Sommerfeld

Bonjour,

Mais si, il y a bien un lien physique concret entre position et impulsion. Sinon comment expliquez vous que quand on comprime un gaz, sa température augmente ?
Lorsque je comprime un gaz, je diminue l'incertitude sur la position des molécules, leur impulsion augmente, donc leur agitation, donc la température.

Pourquoi une montgolfière s'élève dans l'air ? On chauffe les molécules (augmentation de l'impulsion ) l'incertitude sur la position augmente, donc les molécules qui ne sont pas confinées,
vont occuper un volume d'espace plus important. Donc la masse volumique de l'air du ballon diminue par rapport à celle de l'air ambiant. Il faudra moins de molécules d'air pour remplir le ballon.

Tout cela est l'effet bien réel du principe d'indétermination D'Heisenberg.

Cordialement

[A voir en vidéo sur Futura]

[Christian Arnaud]

Mais si, il y a bien un lien physique concret entre position et impulsion. Sinon comment expliquez vous que quand on comprime un gaz, sa température augmente ?
Lorsque je comprime un gaz, je diminue l'incertitude sur la position des molécules, leur impulsion augmente, donc leur agitation, donc la température.

Bonjour

Je crois que vous mélangez cinétique des gaz et MQ à ma connaissance, le principe d'indétermination d'Heisenberg ne s'applique qu'aux mesures en quantique.

Pourquoi une montgolfière s'élève dans l'air ? On chauffe les molécules (augmentation de l'impulsion ) l'incertitude sur la position augmente, donc les molécules qui ne sont pas confinées,
vont occuper un volume d'espace plus important. Donc la masse volumique de l'air du ballon diminue par rapport à celle de l'air ambiant. Il faudra moins de molécules d'air pour remplir le ballon.

Tout cela est l'effet bien réel du principe d'indétermination D'Heisenberg.

j'aurais bien mis le principe d'Archimède plutôt que celui d'Heisenberg pour compléter l'explication de la montgolfière qui monte

Cordialement

[Deedee81]

Salut,

Il y a bien un peu de mélange (normal avec des gaz ) mais l'explication de sunyata est une analogie tout à fait correcte (même si pour la cinétique des gaz, une description corpusculaire et classique suffit... généralement).

Si tu veux "forcer" la localisation d'un électron avec une très grande précision, il faut bien agir dessus d'une manière ou d'une autre. Par exemple, en lui envoyant un photon gamma de très courte longueur d'onde, pour connaitre sa position avec une grande précision (la longueur d'onde courte = précision dans la mesure optique). Et de fait, son impulsion devient très imprécise et a de bonne chance d'être très élevée (suite à la collision avec un photon d'énergie très élevée, fréquence élevée = énergie h.nu, et fréquence = c/longueur d'onde).

Certains on imaginé toutes sortes d'expériences pour mesurer la position et l'impulsion en violant le principe d'incertitude. J'aime bien celle du microscope où on utilise les lois de l'optique, la taille de la lentille, tout ça, pour essayer d'être plus malin que Heisenberg, notre dieu à tous Raté, aucune expérience ne marche. On a alors l'impression d'un effet pervers qui fait que ça coince quelque part, comme si tout se liguait dans les différents phénomènes physiques pour empêcher de violer ce principe (comme le fait que la fréquence augmente et vient nous casser les boulettes lorsqu'on diminue la longueur d'onde, dans l'explication précédente). En fait c'est tout bêtement parce que la théorie est cohérente et c'est la même théorie qui explique tous ces comportements et le principe d'indétermination.

On trouve un certain nombre de telles expériences dans le livre de Feynman ainsi que dans le livre de Schiff.

L'explication d'Aspect est correcte. On explique beaucoup de chose qualitativement avec le principe d'incertitude. On peut même expliquer avec ça pourquoi l'échange de particules virtuelles donne une force en 1/r² pour l'électromagnétisme et une force à courte portée pour l'interaction faible. Je n'ai plus la référence où je l'avais trouvé ni le message Futura où je l'expliquais mais je peux le redonner.

[Christian Arnaud]

Si tu veux "forcer" la localisation d'un électron avec une très grande précision, il faut bien agir dessus d'une manière ou d'une autre.

Bonjour

Bin, oui, mais Aspect ne ne veut pas forcer la localisation : il prend juste l'exemple de deux charges qui s'attirent, mais qui ne peuvent s'approcher à se toucher à cause de l'onde de matière, un peu comme si c'était un ressort qui, s'appuyant sur l'autre charge, doit être comprimé avec une énergie infinie (enfin, l'image du ressort, c'est moi qui la rajoute

L'explication d'Aspect est correcte. On explique beaucoup de chose qualitativement avec le principe d'incertitude.

Certainement, mais pour moi, ce n'est pas le sujet

On peut même expliquer avec ça pourquoi l'échange de particules virtuelles donne une force en 1/r² pour l'électromagnétisme et une force à courte portée pour l'interaction faible. Je n'ai plus la référence où je l'avais trouvé ni le message Futura où je l'expliquais mais je peux le redonner.

Oui, je veux bien, surtout si ça explique l'attraction coulombienne par échange de particules virtuelles (et pas seulement la répulsion

[sunyata]

Bonjour

Je crois que vous mélangez cinétique des gaz et MQ à ma connaissance, le principe d'indétermination d'Heisenberg ne s'applique qu'aux mesures en quantique.

j'aurais bien mis le principe d'Archimède plutôt que celui d'Heisenberg pour compléter l'explication de la montgolfière qui monte

Cordialement

Bonjour,

Archimède ne disposait pas de la physique quantique, pour savoir ce qui se passait au niveau atomique. Il y a différents niveaux d'explication.
Si un corps possède une masse volumique supérieure à celle du milieu dans lequel il est plongé, il coulera avec ou sans poussée Archimédienne.

Un gaz ou un liquide se présente à l’échelle microscopique comme
une assemblée de molécules, dont les mouvements, désordonnés, sont
bien décrits par les lois de la mécanique statistique classique : ces
particules subissent des chocs mutuels, entre lesquels elles se

déplacent à une vitesse de l’ordre de quelques centaines de mètres par
seconde. Un effet tel que la pression, conséquence des chocs des
molécules sur les parois comme l’avait déjà compris Daniel Bernoulli
en 1738, s’explique donc sans recours à la mécanique quantique.


Celle-ci intervient cependant indirectement, car c’est elle qui
détermine la taille des molécules.

http://culturesciencesphysique.ens-l...ts/balian2.pdf

[Christian Arnaud]

Augmenter l'impulsion d'un molécule c'est augmenter l'incertitude sur sa position donc augmenter son volume...

Aspect ne parle pas de molécule, mais d'atome et de stabilité de la matière ; ça serait sympa de rester dans le sujet

[sunyata]

Les niveaux d’énergie des molécules influent sur les propriétés

thermodynamiques des gaz qu’elles constituent. L’échauffement d’un gaz, caractérisé par sa chaleur spécifique , traduit à notre échelle non seulement l’augmentation de l’énergie cinétique de ses molécules, mais aussi un phénomène quantique, leur passage d’un niveau
d’énergie à un autre plus élevé."

Lorsque le niveau d'énergie augmente, l'incertitude sur la position augmente, donc le volume de la molécule augmente...

Aspect ne parle pas de molécule, mais d'atome et de stabilité de la matière ; ça serait sympa de rester dans le sujet

Ce sont les mêmes processus quantiques qui sont en jeux...

[azizovsky]

Bonjour, comment on sais avec précision que le photon a une énergie or ().

[mach3]

Il y a bien un peu de mélange (normal avec des gaz ) mais l'explication de sunyata est une analogie tout à fait correcte (même si pour la cinétique des gaz, une description corpusculaire et classique suffit... généralement).

wai... bof bof...

Sinon comment expliquez vous que quand on comprime un gaz, sa température augmente ?
Lorsque je comprime un gaz, je diminue l'incertitude sur la position des molécules, leur impulsion augmente, donc leur agitation, donc la température.

déjà pour que sa température augmente il faut que le procédé soit adiabatique... mais admettons, en comprimant, on fourni un travail, on transmet de la quantité de mouvement aux molécules de gaz, donc on augmente leur vitesse (collision des molécules avec la paroi d'un piston qui avance par exemple). Il n'y a vraiment pas grand chose à voir à le principe d'incertitude...

de plus la diminution de l'incertitude sur la position s'accompagne d'une augmentation de l'incertitude sur l'impulsion, pas d'une augmentation de l'impulsion elle-même...

Pourquoi une montgolfière s'élève dans l'air ? On chauffe les molécules (augmentation de l'impulsion ) l'incertitude sur la position augmente, donc les molécules qui ne sont pas confinées,
vont occuper un volume d'espace plus important. Donc la masse volumique de l'air du ballon diminue par rapport à celle de l'air ambiant. Il faudra moins de molécules d'air pour remplir le ballon.

même confusion, en chauffant, vous augmentez l'impulsion, mais difficile de dire si en même temps vous diminuer l'incertitude sur l'impulsion sans développement plus approfondi (je dirais même que c'est le contraire...). Or c'est une diminution de l'incertitude de l'impulsion qu'il faut pour avoir une augmentation d'incertitude sur la position...

Par ailleurs la petitesse de h fait que l'incertitude de Heisenberg ne se manifeste pas dans les cas que vous citez en toute généralité. Si je comprime un gaz, réduisant son volume de 2m³ à 1m³ dans des conditions adiabatiques, je double la température. Admettons que l'incertitude sur la position varie de l'ordre du mètre, du coup l'incertitude sur l'impulsion varie de l'ordre de 10^-34kg.m/s. Les masses étant de l'ordre de 10^-27kg, il ne reste que 10^-7m/s d'incertitude sur la vitesse, un peu trop précis non?

Vous faites fausse route avec ces comparaisons. A la rigueur ça peut devenir pertinent si on parle d'hélium 4 à basse température...

c'est la dualité onde-corpuscule qui stabilise la matière

c'est assez simple à voir. Si l'électron est une onde, alors quand il est piégé dans le potentiel coulombien d'un noyau il doit former une onde stationnaire, sans quoi il interfèrerait avec lui même et l'onde s'annulerait en tout point. C'est la même chose que sur une corde de guitare, il y a donc tout un tas de modes de vibration possibles (le fondamental et toutes les harmoniques) mais tous sont des ondes stationnaires (ou des superpositions de). Les modes de vibrations sont discrets et bornés vers le bas en énergie par le mode fondamental (l'orbitale 1s).

m@ch3

[mach3]

Bonjour, comment on sais avec précision que le photon a une énergie or ().

c'est l'autre sens que cela marche, on postule, avec Planck, que les échanges se font par quanta d'énergie , il vient donc que si j'ai une incertitude sur E, j'ai une incertitude sur la fréquence h fois plus élevée, et donc aussi une incertitude sur la période qui en dépend et dont le produit avec l'incertitude sur l'énergie redonne h.

m@ch3

[Christian Arnaud]

Les niveaux d’énergie des molécules influent sur les propriétés

thermodynamiques des gaz qu’elles constituent. L’échauffement d’un gaz, caractérisé par sa chaleur spécifique , traduit à notre échelle non seulement l’augmentation de l’énergie cinétique de ses molécules, mais aussi un phénomène quantique, leur passage d’un niveau
d’énergie à un autre plus élevé."

Lorsque le niveau d'énergie augmente, l'incertitude sur la position augmente, donc le volume de la molécule augmente...



Ce sont les mêmes processus quantiques qui sont en jeux...

Dialogue de sourd je pense que vous n'avez pas regardé la vidéo d'Aspect mais que vous voulez nous parler des molécules : ouvrez une discussion sur le sujet, ça serait plus clair, et.... je vous répondrai en vous parlant de quantique

[Deedee81]

Ouchhhh, ça discute ferme.

Bin, oui, mais Aspect ne ne veut pas forcer la localisation

Je n'ai pas eut le temps de regarder la vidéo et ici.... je n'ai pas le son !!!! Désolé

Oui, je veux bien, surtout si ça explique l'attraction coulombienne par échange de particules virtuelles (et pas seulement la répulsion

Je mettrai ça sur le temps de midi, en mangeant Je note

[azizovsky]

c'est l'autre sens que cela marche, on postule, avec Planck, que les échanges se font par quanta d'énergie , il vient donc que si j'ai une incertitude sur E, j'ai une incertitude sur la fréquence h fois plus élevée, et donc aussi une incertitude sur la période qui en dépend et dont le produit avec l'incertitude sur l'énergie redonne h.

m@ch3

ce n'est pas un postulat de la MQ, c'est un postulat pour expliquer une observation avant l'avènement de la MQ.
en plus le principe d'incertitude a un contenu négative, il est tout à fait insuffisant par lui même pour servir de base à une nouvelle mécanique de particules.

[Christian Arnaud]

Bonjour, comment on sais avec précision que le photon a une énergie or ().

bonjour

Tu t'es pas trompé de discussion ? ou alors tu t'ennuies tout seul

[Christian Arnaud]

c'est assez simple à voir. Si l'électron est une onde, alors quand il est piégé dans le potentiel coulombien d'un noyau il doit former une onde stationnaire, sans quoi il interfèrerait avec lui même et l'onde s'annulerait en tout point. C'est la même chose que sur une corde de guitare, il y a donc tout un tas de modes de vibration possibles (le fondamental et toutes les harmoniques) mais tous sont des ondes stationnaires (ou des superpositions de). Les modes de vibrations sont discrets et bornés vers le bas en énergie par le mode fondamental (l'orbitale 1s).

m@ch3

bonjour

oui, ça c'est l'oscillateur harmonique quantique ; c'est du solide mais ça ne répond pas à l'explication d'Aspect

[azizovsky]

bonjour

Tu t'es pas trompé de discussion ? ou alors tu t'ennuies tout seul

je jauge mes anciens neurones .

on devient pas des joueurs de foot en regardant les matchs .

[coussin]

Bonjour, comment on sais avec précision que le photon a une énergie or ().

Ça dépend quels opérateurs de création/annihilation on utilise… D'habitude, on utilise des qui ont un vecteur d'onde et donc une énergie parfaitement déterminée. En contrepartie, on ne sait pas où ils sont ces photons : ils sont en fait "partout"
On peut très bien utiliser des opérateurs qui crée/annihilent des photons au point . En contrepartie, on ne sait pas quelle énergie ont ces photons qu'on crée…

[azizovsky]

Bonjour, d'une certaine façon mach3 a raison: une théorie plus générale peut être formulée de manière logiquement fermée indépendamment d'une théorie moins générale qui est un cas limite, or la MQ occupe une position très originale dans le rang des théories physique : elle contient la mécanique classique en tant que cas limite et, en même temps, elle a besoin de ce cas limite pour pouvoir être fondée.

[Christian Arnaud]

je jauge mes anciens neurones .

on devient pas des joueurs de foot en regardant les matchs .

Oui, je comprends Mais tu sais qu'il y a une charte sur ce forum, puisque tu es un habitué compétent ; et là, tu envoies un post qui n'a rien à voir (ou presque) avec le fil c'est du hors sujet

Si tu veux juger tes anciens neurones, ouvre une discussion sur la question qui te titille,ça sera encore plus intéressant

[azizovsky]

Oui, je comprends Mais tu sais qu'il y a une charte sur ce forum, puisque tu es un habitué compétent ; et là, tu envoies un post qui n'a rien à voir (ou presque) avec le fil c'est du hors sujet

Si tu veux juger tes anciens neurones, ouvre une discussion sur la question qui te titille,ça sera encore plus intéressant

une fois, ça passe, deux fois, peut être,...., tu te rend pas compte que tu veux me mettre hors discussion ou hors charte à chaque fois que je m'exprime dans une discussion !!!!?????
si tu veux savoir qui je suis, il faut lire mon pseudo . (c'est labà que j'ai reçu mon diplôme), en plus je suis encore gentil....

[Christian Arnaud]

une fois, ça passe, deux fois, peut être,...., tu te rend pas compte que tu veux me mettre hors discussion ou hors charte à chaque fois que je m'exprime dans une discussion !!!!?????
.

si tu veux savoir qui je suis, il faut lire mon pseudo .

Peu m'importe qui tu es, ce que tu as fait etc.... Ici c'est un forum avec des règles, les mêmes pour tous, et je ne cherche pas à te mettre hors discussion : je te demande seulement de rester dans le sujet, comme dans ce fil, où je t'interpelle sur un post précis parcequ'il tombe comme un cheveu sur la soupe ; mais j'ai vu que tu répondais aussi à d'autres membres , toujours dans ce fil, en restant dans le sujet (ou presque, et là, je ne fais pas de commentaires

[azizovsky]

Peu m'importe qui tu es, ce que tu as fait etc.... Ici c'est un forum avec des règles, les mêmes pour tous, et je ne cherche pas à te mettre hors discussion : je te demande seulement de rester dans le sujet, comme dans ce fil, où je t'interpelle sur un post précis parcequ'il tombe comme un cheveu sur la soupe ; mais j'ai vu que tu répondais aussi à d'autres membres , toujours dans ce fil, en restant dans le sujet (ou presque, et là, je ne fais pas de commentaires

chez nous, on dit quand t'on sent qu'on n'est pas le bienvenu, c'est interdit d'y rester .
par respect ....

[gatsu]

Mais si, il y a bien un lien physique concret entre position et impulsion. Sinon comment expliquez vous que quand on comprime un gaz, sa température augmente ?

Salut,

C'est lorsqu'on comprime un gaz adiabatiquement qu'il se réchauffe. Sinon, on peut très bien le faire de manière isotherme par exemple a partir du moment ou il y a echange d'énergie avec l'extérieur...et c'est exactement le cas en électrodynamique classique d'un electron accéléré dans un puit de potentiel a force centrale; du coup le lien ne me parait pas si evident que ca.

L'explication par le fait que pour determiner la position on doit nécessairement modifier l'impulsion reste potentiellement valide mais je ne sais pas comment expliquer la stabilité de l'atome avec cet argument.

Tout cela est l'effet bien réel du principe d'indétermination D'Heisenberg.

non c'est l'effet des principes de la thermodynamique

[Deedee81]

J'ai retrouvé mon message sur la portée des interactions et le principe d'incertitude.

http://forums.futura-sciences.com/ph...se-photon.html

message 13.

Contrairement à ce que je dis dans ce message (et au scepticisme de coincoin dans le message suivant), cette explication se retrouve bien chez un auteur (mais à l'époque je ne le savais pas, et actuellement...... je ne me souviens plus qui l'âge sans doute. Je me demande si ce n'était pas Cohen-Tanoudji. En tout cas, ce n'est pas Feynman, ça j'en suis sûr).

Ne vous étonnez pas des précautions verbales que je prend, à l'époque je n'étais pas modérateur

[Amanuensis]

Ne vous étonnez pas des précautions verbales que je prend, à l'époque je n'étais pas modérateur

??? Comment comprendre cela? Qu'est-ce qui est sous-entendu?

En quoi le fait d'avoir un rôle de police dans un forum change-t-il quelque chose à la pertinence de précautions verbales dans des textes sur le fond?

[Christian Arnaud]

J'ai retrouvé mon message sur la portée des interactions et le principe d'incertitude.

http://forums.futura-sciences.com/ph...se-photon.html

merci Deedee d'avoir pris sur ta pause déjeuner pour retrouver cette discussion ; c'est vrai que j'avais déjà lu des raisonnements de ce style : on borne le temps => ordre de grandeur de l'énergie via Heisenberg etc... mais ça n'allait pas jusqu'au potentiel

[Deedee81]

??? Comment comprendre cela? Qu'est-ce qui est sous-entendu?

J'avais peur de me faire modérer pour théorie personnelle (puisque je ne savais pas que cela existait déjà !!!! Je n'avais rien inventé).

Ni plus ni moins, n'essaie pas de trouver un sous-entendu entre les lignes. Il n'y a que du blanc entre les lignes, si, si, prend une loupe pour vérifier

En quoi le fait d'avoir un rôle de police dans un forum change-t-il quelque chose à la pertinence de précautions verbales dans des textes sur le fond?

En rien. Pas de parano SVP. Je me suis déjà fait modérer depuis que je suis modérateur (sauf que tu ne saurais pas le voir, ces messages sont dans la benne). Mais le réflexe est d'abord de demander des comptes entre nous quand il y a un gros problème. Ce qu'on ne sait pas faire quand on n'est pas modérateur. C'est normal. Des modérateurs qui s'étriperaient en public ça ferait mauvais genre. Ne me dit pas que tu trouves ça anormal ou que ça te surprend. Je ne te croirais pas.