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Stabilité de la matière quantique

  1. charles97

    Date d'inscription
    septembre 2017
    Âge
    20
    Messages
    11

    Stabilité de la matière quantique

    Bonjour ,
    j'ai un devoir a rendre portant sur le rôle des inégalités d’Heisenberg dans la stabilité de la matière.
    Je viens donc solliciter votre aide car je bloque sur 2 questions que je n'arrive pas a faire , je vous les retranscris mot pour mot :

    Pourquoi peut-on dire que, du fait des relations d’incertitude d’Heisenberg, confiner une
    particule(de masse m) dans une région d’étendue L de l’espace "coûte" de l’énergie cinétique.

    Quelle est l’énergie potentielle colombienne pour ce système? Et l’énergie totale? Commentez sur la stabilité de la matière quantique.

    Je vous remercie d'avance , bien cordialement
    charles

    -----

     


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  2. antek

    Date d'inscription
    février 2015
    Messages
    8 490

    Re : Stabilité de la matière quantique

    Citation Envoyé par charles97 Voir le message
    j'ai un devoir a rendre portant sur le rôle des inégalités d’Heisenberg dans la stabilité de la matière.
    C'est pour rire ? . . .
     

  3. charles97

    Date d'inscription
    septembre 2017
    Âge
    20
    Messages
    11

    Re : Stabilité de la matière quantique

    Je ne sais pas si c'est vous vous moquez parceque la question vous paraît trop simple , ou seulement parceque vous lisez quelques mots scientifiques que vous ne comprenez pas mais vous ne m'aidez pas a résoudre mon problème , ce n'est ni intelligent ni très sympa ...
     

  4. antek

    Date d'inscription
    février 2015
    Messages
    8 490

    Re : Stabilité de la matière quantique

    Citation Envoyé par charles97 Voir le message
    Je ne sais pas si c'est vous vous moquez parceque la question vous paraît trop simple , ou seulement parceque vous lisez quelques mots scientifiques que vous ne comprenez pas mais vous ne m'aidez pas a résoudre mon problème , ce n'est ni intelligent ni très sympa ...
    Pas une moquerie, je ne connais Heisenberg et ses incertitudes que de nom, mais une plaisanterie -> tu avais posté dans le forum LUDIQUE
    Fin du HS et bonne soirée !
     

  5. Resartus

    Date d'inscription
    octobre 2007
    Messages
    2 646

    Re : Stabilité de la matière quantique

    Bonjour,
    Pour la première question, quels sont les deux termes de la relation d'Heisenberg?
    Si le premier terme (l'incertitude sur la position) est plus petit que L, que peut-on dire du second (la quantité de mouvement)?
    Et comment peut-on exprimer l'énergie cinétique d'une particule en fonction de sa quantité de mouvement et de sa masse?

    La deuxième question est incomplète : l'énergie coulombienne n'existe que pour des ensembles de particules chargées. Il doit y avoir dans le énoncé mention de ce qu'est le "système" (sans doute proton+electron)
    Dernière modification par Resartus ; 10/09/2017 à 17h50.
    Why, sometimes I've believed as many as six impossible things before breakfast
     


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  6. azizovsky

    Date d'inscription
    septembre 2010
    Messages
    4 136

    Re : Stabilité de la matière quantique

    Bonjour, je crois que toutes les questions sont mal poser, pour parler du principe d'incertitude et sa liaison avec la stabilité de la matière, on constate que la discontinuité du spectre est une conséquence de la résolution de l'équation de Schrödinger dans un puit de potentiel : la discontinuité de l'énergie (quantification) et le fait que l'énergie de la microparticule est toujours non nulle dans un puit de potentiel .(E(1)~1/L²) l'état normale ou fondamentale, les E(n) des états excités ).
    pour une particule 'classique' l'état stationnaire le plus naturelle est l'état au repos sur le fond du puit (h-->0, E(n)-->0)
    l'ordre de grandeur de l'énergie dans l'état fondamentale E(1) pourrait se calculer sans procéder à la résolution de l'équation de Schrödinger, mais en partant uniquement du principe d'incertitude de Heisenberg : delta x~ L, ce qui signifie delta p(x)>/ ¨h/d (: =bare), l'impulsion de la microparticule étant p(x)>/delta p, son énergie minimale possible a pour expression E(min)=p²(x)/2m>/¨H/2mL² càd (E(1)~1/L² calculer avec l'équation de Schrödinger).
    le principe d'incertitude de Heisenberg élimine l'état classique du repos au fond du puit ou on extrapolant, la chute de l'électron vers le noyau.

    ps: même en mécanique classique, l'interaction avec un potentiel coûte de l'énergie cinétique ....
     

  7. charles97

    Date d'inscription
    septembre 2017
    Âge
    20
    Messages
    11

    Re : Stabilité de la matière quantique

    Bonjour , merci pour votre réponse très claire , je crois avoir compris :
    D'apres la relation d'intermination d'Heisenberg , plus on confine une particule dans l'espace ( ici L ) , plus il faudra lui fournir une impulsion importante , or comme Ec = (P^2)/2m , on en déduit que cela revient également a fournir de l'énergie cinétique en plus.
    Pour la seconde réponse je suis d'accord avec vous il manque le système et c'est surement le système : électron + noyau .
    En ce qui concerne l'énergie colombienne , après avoir lu l'exercice precedent qui était sur le meme devoir , je pense qu'il s'agit l’énergie potentielle du mouvement de la particule autour du noyau.
    Donc pour reprendre ce que vous m'avez dit , pour calculer E total :
    E total = E potentielle + Ec = h(barre)/2mL^2 - e^2/L
    En representant la fonction de l'énergie totale en fonction de la longueur L, on s'aperçoit de l'existence d'un minimum globale , je ne comprends pas en quoi ce minimum correspond a une position d'équilibre stable pour ce système ...

    Merci encore pour votre aide
     

  8. charles97

    Date d'inscription
    septembre 2017
    Âge
    20
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    11

    Re : Stabilité de la matière quantique

    (merci a vous deux )
     

  9. azizovsky

    Date d'inscription
    septembre 2010
    Messages
    4 136

    Re : Stabilité de la matière quantique

    Citation Envoyé par charles97 Voir le message
    D'apres la relation d'intermination d'Heisenberg , plus on confine une particule dans l'espace ( ici L ) , plus il faudra lui fournir une impulsion importante , or comme Ec = (P^2)/2m , on en déduit que cela revient également a fournir de l'énergie cinétique en plus.
    Bonjour, c'est une façon de voir, car si on augmente l'énergie cinétique, la probabilité que la particule franchie la barrière augmente: déjà pour avoir une particule lié, on'a la condition E<U.
    il ne faut pas oublié que les relations d'incertitudes concernent les incertitudes sur les mesures, si delta L ~ L , on'a delta p >/h(barre)/delta L, c'est l'incertitude sur l'impulsion qui va augmenté (delta L-->0, delta p-->+oo). (ce qui est traduit par l'absence de trajectoire d'une particule en mq).
    pour le reste, c'est l'expérience qui le montre.(étude du spectre de l'hydrogène, l'outil d'interprétation a évolué: modèle de Bohr....).
     

  10. viiksu

    Date d'inscription
    juin 2017
    Localisation
    Maisons-Laffitte
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    155

    Re : Stabilité de la matière quantique

    Citation Envoyé par azizovsky Voir le message
    il ne faut pas oublié que les relations d'incertitudes concernent les incertitudes sur les mesures
    Hello
    et bien justement pas les mesures peuvent être aussi précises que le permet l'instrument, c'est bel et bien l'état de la particule qui devient de plus en plus indéterminé nul besoin de lui fournir d'énergie.
    Quoi Dieu n'existerait pas? Mais alors j'aurais payé ma moquette beaucoup trop cher (WA).
     

  11. Deedee81

    Date d'inscription
    octobre 2007
    Localisation
    Courcelles - Belgique
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    Messages
    27 407

    Re : Stabilité de la matière quantique

    Salut,

    Citation Envoyé par azizovsky Voir le message
    il ne faut pas oublié que les relations d'incertitudes concernent les incertitudes sur les mesures
    C'est une erreur classique d'interprétation. L'incertitude quantique n'est pas (que) une incertitude de mesure. D'ailleurs, quand on travaille avec les matrices densité on voit clairement la différence entre l'incertitude statistique et l'incertitude quantique. En outre les comportements ondulatoires (qui ne nécessitent pas une mesure pour exister, la mesure peut être très tardive pour constater les résultats) sont lié à cette incertitude quantique (d'ailleurs, il est très facile d'obtenir la relation de Heisenberg en physique ondulatoire : pour un "paquet d'ondes", il y a une incertitude analogue sur la fréquence et la position du paquet, Delta w * Delta x >= 1, w = pulsation, avec le Delta donné par l'écart type de la position ou du spectre fréquentiel, c'est un théorème des transformations de Fourier d'ailleurs, et tu utilises ensuite E=h.nu et le tour est joué).

    Un autre truc hyper sympa. Tu connais évidemment Young avec des électrons. Et tu sais que si l'on mesure par où passe l'électron, hop, plus d'interférence. Mais connais-tu les expériences de mesure sans interaction (type Elitzur-Vaidman, fortement améliorée avec des taux de résultat à plus de 98% et réellement réalisées, on peut aussi vérifier qu'il n'y a réellement pas d'interaction, pas besoin d'une bombe comme dans l'expérience de pensée EV ) ? Et bien, si on utilise un tel dispositif pour savoir par où passe l'électron, sans interagir le moins du monde avec lui, alors là aussi les interférences disparaissent !!!! (du moins, elles doivent disparaitre, c'est ce que donne la théorie, mais j'ignore si quelqu'un a tenté l'expérience) Ca donne franchement à réfléchir !!!!
    Dernière modification par Deedee81 ; 12/09/2017 à 13h12.
    Tout est relatif, et cela seul est absolu. (Auguste Comte)
     

  12. viiksu

    Date d'inscription
    juin 2017
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    Maisons-Laffitte
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    Re : Stabilité de la matière quantique

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Salut,
    Mais connais-tu les expériences de mesure sans interaction Elitzur-Vaidman
    https://fr.wikipedia.org/wiki/Contra...%A9_(physique)

    D'accord on ne touche pas au photon mais on change le dispositif de mesure (détecteur au lieu de miroir) et comme il faut considérer l'ensemble de la fonction d'onde des deux photons et non pas un photon individuel, il est normal que le résultat final change.
    Quoi Dieu n'existerait pas? Mais alors j'aurais payé ma moquette beaucoup trop cher (WA).
     

  13. Deedee81

    Date d'inscription
    octobre 2007
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    Re : Stabilité de la matière quantique

    Citation Envoyé par viiksu Voir le message
    il est normal que le résultat final change.
    Je n'ai jamais dit que c'était anormal

    L'important est que le (sous-)système mesuré n'interagit pas avec le photon. Dans le système réel (voir sur ArXiv les articles de Cramer, il en a donné une interprétation transactionnelle => mais on peut se passer de l'interprétation, c'est la partie expérience qui est intéressante) on bloque carrément le passage du photon, donc, forcément, si on reçoit le photon à la sortie, c'est qu'il n'a pas interagit (il aurait été bloqué par l'obstacle). Et on peut déterminer l'existence de l'obstacle sans que le photon soit passé par cet obstacle (dans l'article wikipedia l'expérience de pensée a un taux de réussite assez faible, mais on peut atteindre des taux de réussite aussi proche de 100% que souhaité).

    D'un point de vue purement ondulatoire l'expérience n'a rien d'étrange. Par contre d'un point de vue "photon", oui. D'ailleurs, la même expérience avec du son marche aussi (mêmes déphasages, mêmes résultats) sauf que là il y a bel et bien interaction, détectable (par exemple l'amplitude du signal est pus faible à la sortie si une partie a été bloquée). Le cas quantique est quand même un peu plus étrange que ça.
    Tout est relatif, et cela seul est absolu. (Auguste Comte)
     

  14. viiksu

    Date d'inscription
    juin 2017
    Localisation
    Maisons-Laffitte
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    155

    Re : Stabilité de la matière quantique

    Je n'ai jamais dit que tu avais dit que v'était anormal

    Je crois qu'à partir du moment ou deux photons sont appariés ou comme c'est le cas ici qu'un photon est dans une superpositions de deux états, ce qui en gros revient au même il faut oublier l'idée de photon individuel. Par contre je ne vois pas comment ça peut marcher avec des ondes sonores quid des miroirs semi-réfléchissants.

    Plus étrange encore les expériences d'intrication à choix retardé ou on a l'impression que le futur influe sur la passé mais il n'en est rien.
    Quoi Dieu n'existerait pas? Mais alors j'aurais payé ma moquette beaucoup trop cher (WA).
     

  15. azizovsky

    Date d'inscription
    septembre 2010
    Messages
    4 136

    Re : Stabilité de la matière quantique

    Citation Envoyé par viiksu Voir le message
    Hello
    et bien justement pas les mesures peuvent être aussi précises que le permet l'instrument, c'est bel et bien l'état de la particule qui devient de plus en plus indéterminé nul besoin de lui fournir d'énergie.
    oui à cause de la mesure de plus en plus précise, plus forte est son action sur l'état de la particule.
     


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