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Expérience d'interférence avec des balles



  1. #1
    sniv

    Expérience d'interférence avec des balles


    ------

    Bonjour,

    En introduction à la mécanique quantique, il est souvent présenté l'expérience des fentes de young avec des balles puis avec des ondes.

    Est-ce que vous savez où il est possible de trouver une modélisation mathématique du cas avec les balles ? Beaucoup de cours présentent le résultat sous forme d'un schéma sans explication.

    Merci d'avance !

    Vincent

    -----

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  4. #2
    predigny

    Re : Expérience d'interférence avec des balles

    Citation Envoyé par sniv Voir le message
    ...
    Est-ce que vous savez où il est possible de trouver une modélisation mathématique du cas avec les balles ?...
    Humm ! ça risque de trop dépendre du calibre du révolver.

  5. #3
    LPFR

    Re : Expérience d'interférence avec des balles

    Bonjour.
    Personnellement je trouve vraiment idiot de traiter d'expliquer un phénomène d'interférences avec un modèle de particules (pas de balles!).
    Mais si le masochisme n'est pas poursuivi par la loi, il ne rentre pas dans mes préférences.
    Au revoir.

  6. #4
    sniv

    Re : Expérience d'interférence avec des balles

    Merci pour vos réponses.

    Le mot "balle" a l'air de vous émouvoir. Je ne fais pourtant que reprendre l'expérience de pensée du cours de Feynman.

    On n'obtient évidemment pas d'interférences avec ce modèle mais on obtient bien quelque chose, qui ressemble à une gaussienne. J'aimerai bien connaître le raisonnement (classique donc) qui aboutit à cette courbe, rien de plus.

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #5
    humanino

    Re : Expérience d'interférence avec des balles

    Bonjour,
    Citation Envoyé par sniv Voir le message
    On n'obtient évidemment pas d'interférences avec ce modèle mais on obtient bien quelque chose, qui ressemble à une gaussienne. J'aimerai bien connaître le raisonnement (classique donc) qui aboutit à cette courbe, rien de plus.
    Je ne suis pas certain, mais d'apres moi c'est juste le theoreme de la limite centrale. Justement parce que le probleme est d'une complexite suffisante, et la trajectoire exacte de la balle definie par trop de parametres qui varient independamment les uns des autres alors l'impact moyen sur l'ecran suit une gaussienne.

    Sinon, tu peux prendre le chemin inverse. Tu peux dire, la position est la direction du revolver etant exactement fixees pour que la trajectoire de la balle traverse la fente, on obtient un point unique d'impact sur l'ecran. C'est le cas, si tu regardes de loin ! Maintenant, si tu as un moyen pour mesurer les ecarts par rapport a cette situation ideale, en mesurant avec une grande precision le point d'impact, l'hypothese la plus simple est que la distribution sera gaussienne. Si tu as des effets systematiques dominant cette distribution, le resultat concret pourrait etre different.

    En quoi cela est-il important dans l'argument ? Intuitivement, de loin, un impact ponctuel ne te semble pas raisonnable ?
    "Puisque toute ces choses nous depassent, feignons de les avoir organisees"

  9. #6
    LPFR

    Re : Expérience d'interférence avec des balles

    Re.
    Je suppose que vous lisez la version française. En anglais on dit "ball" pour balle de jeu et il n'y a pas de confusion avec "bullet" la balle d'une arme. Si on vous invite à jouer à la balle avec un bandit (ou même avec un homme honnête armé), vous risquez de marquer un temps d'arrêt pour réfléchir au genre de balles dont on parle. Le modèle avec des photons est un modèle avec des particules et non un modèle "à balles".

    Pour ce qui est de l'explication, ne comptez pas sur moi. Je ne suis pas masochiste.
    Mais je vous conseille un merveilleux petit livre de divulgation de Feynman "Lumière et matière" avec "une étrange histoire" en sous titre. Chez InterEditions.

    En fait, ce que l'on fait c'est tenir compte du parcours et du déphasage: on finit par faire des interférences avec des photons!

    A+

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  11. #7
    humanino

    Re : Expérience d'interférence avec des balles

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Je suppose que vous lisez la version française. En anglais on dit "ball" pour balle de jeu et il n'y a pas de confusion avec "bullet" la balle d'une arme. Si on vous invite à jouer à la balle avec un bandit (ou même avec un homme honnête armé), vous risquez de marquer un temps d'arrêt pour réfléchir au genre de balles dont on parle. Le modèle avec des photons est un modèle avec des particules et non un modèle "à balles".
    J'ai la sous les yeux le cours de Feynman en anglais, volume 3 sur la MQ. Fig 1.1, "Intereference experiment with bullets". Sur la figure est indiquee la position du "gun".
    Mais je vous conseille un merveilleux petit livre de divulgation de Feynman "Lumière et matière" avec "une étrange histoire" en sous titre. Chez InterEditions.
    L'un des plus importants livres qu'il m'ait ete donne de lire
    "Puisque toute ces choses nous depassent, feignons de les avoir organisees"

  12. #8
    invité576543
    Invité

    Re : Expérience d'interférence avec des balles

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Re.
    Je suppose que vous lisez la version française. En anglais on dit "ball" pour balle de jeu et il n'y a pas de confusion avec "bullet" la balle d'une arme.
    Feynman utilise bien l'image de "bullets"! Voir par exemple.

    Cordialement,

    Edit: Doublon avec humanino...

  13. #9
    invité576543
    Invité

    Re : Expérience d'interférence avec des balles

    Citation Envoyé par sniv Voir le message
    mais on obtient bien quelque chose, qui ressemble à une gaussienne. J'aimerai bien connaître le raisonnement (classique donc) qui aboutit à cette courbe, rien de plus.
    Je ne pense pas que Feynman s'occupait vraiment de savoir si le modèle qu'il présentait était correct. La gaussienne me semble plutôt, dans ce cas, juste l'archétype d'une distribution de probabilité symétrique et diminuant rapidement quand on s'éloigne de la moyenne.

    Pour faire un vrai modèle mécanique, il faut modéliser finement la fente, les rebonds, les frottements, l'élasticité et la plasticité du projectile, etc. Je ne pense pas qu'en prenant des paramètres au hasard on trouve une gaussienne. Mais on trouvera bien une courbe en cloche, symétrique pour des raison de symétrie de l'expérience.

    Cordialement,

  14. #10
    sniv

    Re : Expérience d'interférence avec des balles

    Effectivement, la courbe précise n'apporte rien de plus pour la compréhension du cours. Mais je suis tout de même curieux de savoir comment on peut modéliser ça correctement, d'autant plus que j'imagine que ça a déjà été réalisé.

  15. #11
    LPFR

    Re : Expérience d'interférence avec des balles

    Bonjour.
    Citation Envoyé par humanino Voir le message
    J'ai la sous les yeux le cours de Feynman en anglais, volume 3 sur la MQ. Fig 1.1, "Intereference experiment with bullets". Sur la figure est indiquee la position du "gun".
    Oui, autant pour moi!
    D'autant plus que c'est précisément l'édition américaine celle que j'ai dans ma bibliothèque.

    Citation Envoyé par sniv Voir le message
    Effectivement, la courbe précise n'apporte rien de plus pour la compréhension du cours. Mais je suis tout de même curieux de savoir comment on peut modéliser ça correctement, d'autant plus que j'imagine que ça a déjà été réalisé.
    Non, l'expérience n'a pas été faite parce qu'elle ne pressente aucun intérêt. On connaît l'image d'interférence que cela pourrait donner et que la distance "entre franges" est ridiculement petite et indétectable. C'est le "lisage" de la courbe de Feynman.
    On arrive tout juste à faire des interférences avec de neutrons (refroidis à l'hélium) et il n'y a pas longtemps avec des atomes. Mais c'est très difficile. Il faut avoir des "fentes" très proches et le plus proche que l'on peut avoir c'est la distance inter atomique, qui est envore trop grande.
    L'expérience de Feynman est uniquement une expérience de pensée. Elle n'est pas réalisable et sa réalisation ne pressente aucun intérêt, comme dans toutes les expériences de pensée.

    Je dois ajouter qu'il ne s'agit pas d'une expérience mécanique et qu'il n'a pas à la modéliser avec de frottements ni rien de semblable.
    Au revoir.

  16. #12
    invité576543
    Invité

    Re : Expérience d'interférence avec des balles

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Non, l'expérience n'a pas été faite parce qu'elle ne pressente aucun intérêt. On connaît l'image d'interférence que cela pourrait donner
    J'ai l'impression de ne pas avoir la même compréhension que toi quand à la question de sniv. Le point n'est pas de faire une expérience d'interférence, c'est juste la question de la distribution des impacts sur un mur B situé derrière un mur A dans lequel il y a une fente (ou un trou) juste suffisant pour laisser passer une partie des projectiles.

    La question est du domaine mécanique, et n'a rien à voir avec la physique quantique, autrement du fait que c'est par le biais d'une présentation de la phyQ que la question s'est présentée.

    Cordialement,

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  18. #13
    predigny

    Re : Expérience d'interférence avec des balles

    Si on laisse les armes de coté et que l'on considère un flux de prunes (pas trop mures) arrivant sur deux fentes d'une largeur supérieure au diamètre des prunes , on a à faire un problème mécanique assez simple où l'angle de sortie des prunes sera fonction de l'endroit de la prune qui touche le bord de la fente. Plus la fente sera étroite, plus les prunes auront une grande probabilité d'être déviées en heurtant les bords de la fente, mais l'essentiel est qu'on imagine bien qu'il n'y a pas d'influence entre les prunes qui passent dans une fente et celles qui passent dans l'autre fente. A t on besoin de pousser plus loin les calculs de la balistique des prunes ?

  19. #14
    LPFR

    Re : Expérience d'interférence avec des balles

    Re.
    Oui, vous avez raison pour l'image 1.1.
    C'est le début de l'explication des interférences avec des particules et commence par une expérience classique. La distribution des impacts est "l'ombre floue" des trous et la dispersion au passage des trous aléatoire. Mais la vision de l'expérience évolue au cours de l'explication et devient l'image 1.5.
    Et l'expérience ne pressente aucun intérêt car, avec des vraies balles, on n'obtiendra ni les belles "gaussiennes" du dessin (car il sera difficile de faire des trous avec dispersion isotrope ou symétrique) ni d'image de diffraction.
    Il ne faut pas oublier que Feynman, avec ces balles qui se dispersent en passant par les trous, est en train de faire de la diffraction par un trou plus petit que lambda, sans le dire.
    Cordialement.

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