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physique classique ou quantique



  1. #1
    dilgo

    physique classique ou quantique

    Bonjour,

    Dans un livre, un auteur compare la physique classique et la physique quantique. Il écrit : "la physique classique admet l'excitation énergétique des modes de mouvement translationnel, rotationnel et vibrationnel en contrôlant les forces appliquées."
    Concrètement, cela signifie quoi ? Que l'on peut atteindre n'importe quelle énergie en appliquant une force appropriée ?

    Merci d'avance pour vos éclaircissements.

    -----


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  3. #2
    Deedee81

    Re : physique classique ou quantique

    Bonjour,

    Citation Envoyé par dilgo Voir le message
    Dans un livre, un auteur compare la physique classique et la physique quantique. Il écrit : "la physique classique admet l'excitation énergétique des modes de mouvement translationnel, rotationnel et vibrationnel en contrôlant les forces appliquées."
    Oulàlà, cette phrase pourrait s'intituler : "pourquoi parler clairement quand on peut parler de manière compliquée"

    C'est qui l'auteur ?

    Citation Envoyé par dilgo Voir le message
    Concrètement, cela signifie quoi ? Que l'on peut atteindre n'importe quelle énergie en appliquant une force appropriée ?
    Ben oui, tout bêtement. Ou du moins c'est comme ça que je le comprend (cette phrase est vraiment obscure).

    Si tu prends un oscillateur forcé par exemple. En appliquant la force appropriée, tu auras toute vibration que tu souhaites et toute énergie que tu souhaites.
    Tout est relatif, et cela seul est absolu. (Auguste Comte)

  4. #3
    mariposa

    Re : physique classique ou quantique

    Citation Envoyé par dilgo Voir le message
    Bonjour,

    Dans un livre, un auteur compare la physique classique et la physique quantique. Il écrit : "la physique classique admet l'excitation énergétique des modes de mouvement translationnel, rotationnel et vibrationnel en contrôlant les forces appliquées."
    Concrètement, cela signifie quoi ? Que l'on peut atteindre n'importe quelle énergie en appliquant une force appropriée ?

    Merci d'avance pour vos éclaircissements.
    Bonjour,

    Si la phrase ext correcte (voir doutes de Deedee) alors elle est correcte dans le sens suivant:

    une force peut se développer sur la base des modes propres du système et donc potentiellement pouvoir excité tous les modes de vibration.

  5. #4
    Deedee81

    Re : physique classique ou quantique

    Bonjour,

    Citation Envoyé par mariposa Voir le message
    une force peut se développer sur la base des modes propres du système et donc potentiellement pouvoir excité tous les modes de vibration.
    Ah oui, cela me semble mieux comme explication.

    Bien que... Evidemment, parler de "forces" en MQ est délicat. Mais on peut aussi développer un opérateur (ou plutôt les états après opérations) sur toute base, dont celle des modes propres. Et on peut placer l'oscillateur dans un état de mode propre quelconque. Alors où est le blême ?

    Dilgo, en plus de l'auteur, ce serait sympa que tu donnes le contexte (quelques phrases "autour" ou l'affirmation équivalente qu'il doit certainement faire pour la physique quantique).
    Tout est relatif, et cela seul est absolu. (Auguste Comte)

  6. #5
    dilgo

    Re : physique classique ou quantique

    Bonjour,

    Merci pour vos réponses, même si celle de Mariposa me paraît bien obscure : "une force peut se développer sur la base des modes propres du système ????"
    L'auteur de l'énigmatique phrase est le pourtant excellent Peter W.Atkins dans son livre "chimie physique" (chapitre 11 : introduction à la théorie quantique). C'est peut-être une mauvaise traduction...

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    mariposa

    Re : physique classique ou quantique

    Citation Envoyé par dilgo Voir le message
    C'est peut-être une mauvaise traduction...
    Aucun doute possible, c'est une mauvaise traduction.

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  10. #7
    Spinfoam

    Re : physique classique ou quantique

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Bien que... Evidemment, parler de "forces" en MQ est délicat. Mais on peut aussi développer un opérateur (ou plutôt les états après opérations) sur toute base, dont celle des modes propres. Et on peut placer l'oscillateur dans un état de mode propre quelconque. Alors où est le blême ?
    Je doute qu'on puisse introduire le concept de force en MQ. Personnellement, je vois plutôt la MQ comme une cinématique plus qu'une dynamique, alors même si l'on pourra toujours se ramener au comportement d'une force avec quelques astuces, le concept même de force n'a pas trop de sens.
    Et c'est bien ce que tu disais d'ailleurs.

  11. #8
    Karibou Blanc

    Re : physique classique ou quantique

    Je doute qu'on puisse introduire le concept de force en MQ.
    et le hamiltonien, il ne sert à rien peut-etre
    Well, life is tough and then you graduate !

  12. #9
    Gwyddon

    Re : physique classique ou quantique

    Citation Envoyé par Spinfoam Voir le message
    Personnellement, je vois plutôt la MQ comme une cinématique plus qu'une dynamique, alors même si l'on pourra toujours se ramener au comportement d'une force avec quelques astuces, le concept même de force n'a pas trop de sens.
    Hum, cinématique, avec des interactions et des descriptions via l'énergie ? On n'a pas la même définition de "cinématique" alors
    A quitté FuturaSciences. Merci de ne PAS me contacter par MP.

  13. #10
    dilgo

    Re : physique classique ou quantique

    Citation Envoyé par mariposa Voir le message
    une force peut se développer sur la base des modes propres du système et donc potentiellement pouvoir excité tous les modes de vibration.
    Et pour la traduction de ceci, vous en pensez quoi ?

  14. #11
    mariposa

    Re : physique classique ou quantique

    Citation Envoyé par dilgo Voir le message
    Et pour la traduction de ceci, vous en pensez quoi ?
    La phrase est (trop) courte mais précise, je développe sur un exemple.:
    .
    Lorsque l'on a un système linéaire quelconque régit par des équations aux dérviées partielles on calcul les modes propres et les fonctions propres. Ces fonctions propres permettent par combinaisons linéaires de donner la solution la plus générale.
    .
    Quand un excite le système par un champ de forces on projette celui-ci sur les modes propres du système (autrement dit on décompose cette force sur la base des fonctions propres) on trouve la solution du problème.
    .
    Ceci est tout à fait général.

    Un exemple concret.
    .
    Supposons que l'on veuille exciter des ondes dans une fibre optique par une impulsion (ce qui represente le champ de forces).
    .
    1- On cherche les modes de la fibre (Nota: les fibres dans les réseau actuel sont monomodes) en résolvant les équations de Maxwell.
    .
    Comme il s'agit d'un système en translation suivant on trouve une relation de dispersion:

    W (k,n)

    W est la fréquence (pulsation)
    K est le vecteur d'onde (appelée constante de propagation dans ce contexte)
    n est un indice de mode qui permet de distinguer les modes.

    2- On projette le profil du champ électromagnétisme de l'impulsion sur les modes n (dans ce cas sur la face de la fibre) ce qui permet de voir comment l'énergie va être répartie entre les modes pour une même distribution temporelle.
    .
    3- On effectue une transformée de Fourier temporelle de l'impulsion ce qui va fixer totalement la distribution d'énergie et donc de prévoir l'élargissement de l'impulsion en fonction de la distance de propagation. En effet la relation de dispersion n'est pas linéaire

  15. #12
    mariposa

    Re : physique classique ou quantique

    Citation Envoyé par Spinfoam Voir le message
    Je doute qu'on puisse introduire le concept de force en MQ. Personnellement, je vois plutôt la MQ comme une cinématique plus qu'une dynamique, alors même si l'on pourra toujours se ramener au comportement d'une force avec quelques astuces, le concept même de force n'a pas trop de sens.
    Et c'est bien ce que tu disais d'ailleurs.
    Bonjour,

    Non il n'y a aucun doute: Les forces en MQ existent bien et bien et même systèmatiquement. Si on se limite à la physique de notre monde les seules particules qui interviennent sont les électrons et les photons.
    .
    Il est facile de comprendre que la principale force qui intervient c'est la force exercée sur une distribution de charges q par un champ électrique:

    q (r). E (r,t)

    Exemples: Le calcul de la conductivité.

    1- Si on veut calculer avec la MQ la conductivité d'un matériau il faut calculer la réponse au champ de forces q (r). E (r,t) qui est la densité de courant j(t).

    Pour résoudre ce problème il faut introduire le q (r). E (r,t) dans l'équation de Boltzmann quantique et la résoudre cad calculer la fonction de distribution à 1corps dont on déduit la densité de courant.
    ;
    Ceci n'est en rien 1 exemple marginal, il est à la base de la compréhension de la physique des semiconducteurs et donc des ordinateurs.


    2- Exemple: la polarisation d'un atome

    Si on applique un champ électrique à 1 atome l'expression de la force se simplifie car la longueur d'onde est beaucoup plus grande que la taille de l'atome..
    .
    La force s'écrit: q.r.E(t) (avec sommation sur tous les électrons)
    .
    où r est l'opérateur qui agit dans l'espace de Hilbert de l'atome.
    ;
    Donc toute une physique de la MQ est régie par les élements de matrice de la forme:

    <1| r |2>.q.E(t)

    où |1> et |2> sont des états propres de l'hamiltonien non perturbé.

    En fait ces 2 exemples ne sont que l'illustration qu'en mécanique classique, en thermodynamique classique hors d'équilibre (les réponses d'Onsager) ou en MQ on a toujours:

    R = Susceptilité. F

    R est la réponse et F est la force.

    ;
    Derrière cette relation très simple il y a des outils physico-mathématiques que sont la théorie de la réponse linéaire, les fonctions de corrélation, les fonctions de Green à 1 corps, les propagateurs etc... Tout cela est commun à la physique classique et la physique quantique.

    Nota: Pour la physique classique voir ci-dessus l'exemple de la propagation dans une fibre optique ou l'excitation est un champ électrique à l'entrée de la fibre et la réponse est à nouveau un champ électrique en sortie de fibre.

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