Mouvement des électrons
Bonsoir,
Fini le travail retour aux passions !
Voila je me pose une question qui je pense, merite d'être posé.
Pourquoi doit on donner une vitesse de rotation autour du noyau aux electrons ?
Ne serait il pas possible que les electrons est des position statique autour du noyau ?
le noyau à une charge positive et les électrons une charge négative. Je pense qu'à cause de cela, l'électron ne peut rester statique.
Out! Out! You, Demons Of Stupidity!!
bonsoir,
ce genre de question pourrait avoir un sens dans un cas classique, par exemple, pourquoi faut-il donner une vitesse à la Terre pour qu'elle tourne autour du soleil.
Dans le cas quantique, cette question n'a pas vraiment de sens, car on ne peut pas "poser" un electron pres d'un noyau avec une vitesse précise, pour deux raisons:
la vitesse et la position ne peuvent pas etre donnés en meme temps
cela me parait assez dur experimentalement
La reponse de la MQ:
si tu mets ton electron pret du noyau avec une energie cinetique plus petite que l'energie potentiel, ton electron sera lié avec le noyau (il "tournera" autour, meme si cela n'a pas de sens en MQ), sinon il sera diffusé.
Envoyé par Thwarn
je trouve la question légitime. Que ce soit en classique ou quantique, on peut dire pourquoi ce n'est pas possible...
mais sinon, pourquoi ne peut on pas connaitre la position et la vitesse ne peuvent etre données en meme temps?
Out! Out! You, Demons Of Stupidity!!
Parce que les opérateurs position et impulsion ne commutent pas
Ça t'avance ?
je ne dis pas que la question n'est pas legitime, je dis simplement qu'elle n'a pas de sens.
La position et la vitesse ne peuvent pas etre connu en meme temps aussi precisement que l'on veut car les obsrvable impulsion et position ne commute pas, ou, autrement dit, les inegalite d'heisenberg impose que si on connait la position precise d'une particule, sa vitesse totalement indeterminée.
Edit: grillé par guerom00: dans ce cas, je prefere l'ecrire [X,Px]=0, histoire que ça le fasse reculer
mais fondamentalement, pourquoi cette inégalité existe...ou pourquoi les observable commutent?
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Bonjour,
aucun reponse ne semble me convenir. Je ne cromprnds par pourquoi il est toujours necessaire de revenir a une analogie de Rutheford (terre soleil) et de Bhor (orbite,orbitale) lorsque l'on parle de l'atome.
En fait ont sait juste qu'il y a une propabilité de presence electronique a une certaine distance du noyau. Mais en aucun cas il nous esr possible de dire si ces electron sont en mouvement ou statique.
Se que l'on peut dire a la rigueur c'est que tout corp emet une EM dans les infrarouge. Mais la encore il n'est pas necessaire que l'electron soit en rotation ii peut tres bien être positionner en un point precis de l'espace et vibrer dans l'axe du rayon (electron noyau).
est si c'etait l'atome qui trounais sur lui même donnant l'inpression que se sont les lectron qui tourne ?
personnellement, je dis que c'est parce qu'il y a des charges....et je ne vois pas ce qui ne te convainc pas dans cette argument...
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On peut demontrer cette inegalité qui peut s'ecrire(à un facteur 1/2 pres qui se trouve je ne sais plus ou
)
Apres, pour savoir si des observables commutent ou pas, il faut le calculer.
oui, mais fondamentalement....
comment est ce que cela à été découvert. Je ne pense pas qu'heisenberg à juste fait un calcul simple comme cela, si?
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oups, grosse anerie de ma part:On peut demontrer cette inegalité qui peut s'ecrire
Apres, pour savoir si des observables commutent ou pas, il faut le calculer.
Autre façon de le trouver, en utilisant les fonctions d'onde, la transformée de Fourier de
Si, car on écrit un terme cinétique dans l'hamiltonien. L'électron est donc en mouvement (p est non-nul avec certitude).Mais en aucun cas il nous esr possible de dire si ces electron sont en mouvement ou statique.
Imaginons qu'on puisse réaliser cette situation initiale. Que se passe-t-il ?Ne serait il pas possible que les electrons est des position statique autour du noyau ?
Classiquement : l'interaction électrostatique va mettre l'électron en mouvement dans la direction radiale, ce dernier va s'écraser sur le noyau, et la vitesse tangentielle reste égale à sa valeur initiale (zero) puisqu'aucune force ne travaille dans cette direction.
Quantiquement : l'électron va entrer en mouvement aussi suite à l'interaction electrostatique, mais plus tu t'approches du noyau (plus tu précises la position) plus il est difficile de maintenir la vitesse tangentielle à sa valeur initiale (inégalité d'Heisenberg). Ainsi, en commencant à tomber sur le noyau, l'électron via la dynamique quantique qui le régit va entrer nécessairement en rotation (ie développer une vitesse tangentielle non nulle), de sorte que le noyau est stable (par analogie classique avec le système terre /soleil).
Bonjour Karibou Blanc,
Il y a toujours se même petit detail qui me chagrine. A savoir que si les electrons etaient en mouvement. quand est il dans un solide.
les electrons impliqué dans les liaisons avec d'autres atome sont il eux aussi en mouvement ? Se qui implique que c'est liaison se font et se défond en permanence ?
Il ne manque plus que le module et c'est bon :oups, grosse anerie de ma part:
Sinon ça ne peut pas coller puisque
Those who believe in telekinetics, raise my hand (Kurt Vonnegut)
En mécanique quantique, des particules chargées ne peuvent rester statique car c'est une position tres instable pour les raisons que j'ai évoqué (la force electrostatique met nécessairement en mouvement une configuration initialement statique et ensuite les "inégalités" entretiennent ce mouvement).les electrons impliqué dans les liaisons avec d'autres atome sont il eux aussi en mouvement ?
Donc nécessairement les électrons sont en mouvement.
Les liaisons chimiques (bien que présentées et représentées comme telles) sont loin d'etre statiques, ca ne l'est seulement qu'en moyenne (temporelle) car elles forment des états propres du hamiltonien d'interaction. C'est la raison pour laquelle lorsqu'on parle de liaisons, on fait référence à cette apparente staticité moyenne (qui est en fait dynamique, un peu comme certains équilibres chimiques si tu as deja vu ca).Se qui implique que c'est liaison se font et se défond en permanence ?
Honte à moi...Il ne manque plus que le module et c'est bon :
Sinon ça ne peut pas coller puisque
Il va falloir que je verifie mes formules avant de repondre a tout bout de champ...
Une fois qu'on a posé le formalisme quantique, il faut établir une règle pour transposer un problème classique dans ce formalisme.
Une façon de le faire est d'écrire le problème classique dans le language de la mécanique analytique en formulation hamiltonienne et de remplacer les crochets de Poisson par un commutateur (à un facteur
On peut aussi prendre le problème dans l'autre sens : on pose d'abord l'équation de Shrödinger (amenée de façon heuristique), puis on démontre le théorème d'Ehrenfest, et on en déduit la règle précédente par analogie avec la mécanique analytique.
Au final pour connaître un commutateur, on calcule le crochet de Poisson associé. Pour x et p on a {x,p}=1, d'où le commutateur cherché.
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le principe d'heisenberg a été déduit par la théorie alors?
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Je dirais que oui mais pas sous la forme présentée plus haut. Ca a été montré en mécanique ondulatoire (association d'une onde de probabilité à la particule) il me semble.
Ca dépend ce que tu appelle "déduit par la théorie". Disons que ça c'est la formulation moderne, axiomatisée.
Historiquement ça a plutôt dû se faire comme ça :
- on pose les relations de De Broglie, via lesquelles on associe une onde plane
- on construit une fonction d'onde quelconque comme une superposition d'ondes planes
- on interprète
Via les propriétés de la TF on obtient l'inégalité de Heisenberg.
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Je ne comprends pas trop cette affirmation. Personnellement j'aurais plutôt dit "p est non nul a priori"...donc il faut mettre le terme cinétique dans le Hamiltonien. La recherche des états stationnaires fera le reste.
En es-tu certain ? J'ai plutôt l'impression que
Du coup pour revenir aux questions de départ de hterrolle, je dirais que
- non l'e- ne peut pas être statique, mais
- non il n'est pas nécessairement en rotation autour du noyau
Affirmations à prendre évidemment avec des pincettes comme à chaque fois qu'on essaye de coller des concepts classiques sur un système quantique.
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comme toujours, nonEn es-tu certainjuste une intuition.
Ok pour les états s, le moment cinétique (orbital) est nul. je vais essayer de réfléchir un peu plus la dessus.les états à symétrie sphérique (n quelconque, l=m=0) ont un moment orbital nul avec certitude
bonsoir,
Je n'ais pas tut compris de toute les formules annoncé. Mais si vous comprennez c'est deja ca.
Le voulais juste dire que quand je parle d'etat statique je veux dire sans rotation autour du noyau. Je n'exclus pas un mouvement dans le sens du vecteur (noyau-electron), donc des vibrations orienté dans cette axe.
Lorsque je voie des representation des reseaux cristalin par example. Les liaison sont tojours representer par des etat statique entre les differents atome. Même la notion de phonon n'implique par une transformation de la structure cristaline.
Lorsque l'on parle des materiaux a memoire de forme il en va de même. C'est a dire que les atome se replace a leur position d'origine même apres deformation de la structure generale.
Hors si les electrons formant les liaisons devait eux aussi touner autour de leur noyau. Les liaison devrait logiquement se defaire et se refaire.
Je vais pousser un peux ma reflexion sur la notion de surface. Imaginons la surface d'un solide par example. Si les electrons de liaisons sont en perpetuel mouvement. Les liaison de surface devrait être elles aussi en perpetuel mouvement. Se qui implique une modification permanente de l'etat des surfaces. Et en ont devrait donc être capable enregistrer des interference entre le moment ou l'electron quite la liaison et lorqu'il la reconstruit.
Bien sûr. Il est en réalité connu depuis des siècles car c'est la même chose que le pouvoir de résolution d'un instrument d'optique qui est relié à la longueur d'onde. Une particule ne peut être distinguée d'une autre si leur distance est inférieure à la longueur d'onde. Pour améliorer la résolution, on a utilisé d'abord des UV puis des électrons de plus en plus énergétiques. Or l'onde de de Broglie
montre que la longueur d'onde est d'autant plus courte que la vitesse est grande. C'est-à-dire le produit
On divise par
Mais la relation de Heisenberg ne se fait pas par une égalité
If your method does not solve the problem, change the problem.
C'est une façon de présenter qui a l'avantage de faire descendre l'inégalité de son piédestal, mais il ne faut pas oublier que Heisenberg dit que cette inégalité est inhérente à la physique même, et non au système de mesure. Il y a donc une grosse différence conceptuelle.Il est en réalité connu depuis des siècles
Vive les concepts et les statues sur piédestal!
Pour moi, au contraire, la science ne doit en aucun cas être sur un piédestal, ce n'est pas une religion. Tout doit être compréhensible.
