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quelle onde est l'électron ?



  1. #1
    mikeuline

    quelle onde est l'électron ?


    ------

    Bonjour à tous,
    J'ai une petite question qui me turlupine ...
    Chacun est d'accord pour dire que l'électron (comme toute autre "particule" de petite taille) se comporte dans certains cas comme une onde, puisqu'on peut par exemple produire des figures d'interférences.
    Mais toute onde est une perturbation (de quelque chose) qui se propage : le son une perturbation de la pression de l'air, le photon une perturbation du champ électromagnétique qui nous entoure, les ondes dans l'eau une perturbation de la surface de l'eau...
    Mais DE QUOI l'électron (ou le proton, ou le neutron...) est-il une perturbation ?
    j'attends vos réponses avec impatience... en vous remerkiant !

    -----

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  3. #2
    Rincevent

    Re : quelle onde est l'électron ?

    bonjour,

    Citation Envoyé par mikeuline
    Mais DE QUOI l'électron (ou le proton, ou le neutron...) est-il une perturbation ?
    pour l'électron, du "champ électronique"...

    en fait pour apporter une réponse à cette question, il faut au minimum se placer dans le cadre de ce que l'on nomme "l'électrodynamique quantique". C'est une théorie qui généralise le travail de Maxwell, Lorentz and Cie pour la physique quantique en se reposant donc à la fois sur les aspects quantiques et relativistes.

    Maxwell avait décrit le comportement du "champ électromagnétique". Quand on a introduit le photon, celui-ci a donc été interprété comme une perturbation de ce champ : la "plus petite" perturbation possible du champ électromagnétique. Mais la description quantique d'un champ (ce qui permettait d'enfin décrire correctement le comportement quantique du photon) fut un truc pas super évident à obtenir : il fallut attendre les années 1940-1950. Or, entre deux, la description de l'électron a évolué aussi...

    Ainsi, pour l'électron, on a exactement le même principe : l'électron est la plus petite perturbation possible du "champ électronique". Simplement, historiquement cela a été découvert dans le sens inverse : d'abord l'électron isolé (1897) puis le champ électronique.

    la "découverte" de ce dernier peut en gros se résumer ainsi :

    - avec Schrödinger, on a eu une équation pour décrire le comportement probabiliste d'un électron ;

    - avec Dirac on a eu la même chose dans le cas où l'électron est relativiste. Or, s'il y'a un champ électromagnétique qui interagit avec l'électron, dans le cadre relativiste il peut y avoir transformation d'énergie électromagnétique en particules (c'est la fameuse matérialisation dans laquelle des photons donnent une paire électron/positron). Ainsi, le nombre de particules ne peut pas être conservé dans le cadre de la description relativiste et quantique de l'électron. Mais le total "nombre d'électrons - nombre de positrons" est une grandeur qui se conserve, ce qui implique qu'il existe un objet mathématique permettant de décrire à la fois le comportement quantique de l'électron et le fait que d'autres particules peuvent apparaître : le champ électronique.

    - la "naissance finale" de la théorie de l'électrodynamique quantique (où le photon tout comme l'électron sont décrits comme étant des excitations de champs quantiques) eut lieu dans les années 1940-1950 quand Feynman, Schwinger and Cie l'ont formulée proprement. Mais pas mal de gens sont derrière tout ça...

    le formalisme générale est la "théorie quantique des champs". Concrètement, ça s'arrête pas à la description du champ électronique ou du champ magnétique. Tout système physique qui est décrit par un "champ" (un machin continu partout présent) peut avoir un comportement quantique et être décrit dans ce cadre. Un bon exemple est la description des solides en vibrations. Tu sais sûrement que le son est une oscillation d'un milieu matériel. Quand tu fais vibrer un solide, une onde acoustique se propage à l'intérieur. Bah en fait, comme pour le champ électromagnétique, il existe une "plus petite vibration possible" de ce solide : c'est ce que l'on appelle un "phonon" et qui est constamment utilisé dans la description quantique des solides (crucial pour comprendre la superconductivité par exemple).

    pour en revenir à ta question initiale, dans le cadre de la physique des particules modernes, toutes les particules sont vues comme des "excitations élémentaires" de divers "champs quantiques".

    une lecture très fortement conseillée sur ce sujet "Lumière et matière : une étrange histoire" par Richard Feynman qui fut justement l'un des créateurs de la théorie et était également un très grand vulgarisateur...
    Ceux qui manquent de courage ont toujours une philosophie pour le justifier. A.C.

  4. #3
    Floris

    Re : quelle onde est l'électron ?

    Bonjours, citation: Quand tu fais vibrer un solide, une onde acoustique se propage à l'intérieur. Bah en fait, comme pour le champ électromagnétique, il existe une "plus petite vibration possible" de ce solide : c'est ce que l'on appelle un "phonon" et qui est constamment utilisé dans la description quantique des solides (crucial pour comprendre la superconductivité par exemple).

    Pourrai tu me donner quels d'aventages explications concernant le fait qu'il puisse avoir une vibration minimale? Il s'agit bien de l'intensitée de cette vibration n'es pas?

    Merci encore

  5. #4
    mikeuline

    Re : quelle onde est l'électron ?

    merci beaucoup de ta réponse, Rincevent
    Donc si j'ai bien compris nous sommes entourés d'un tas de champs (électromagnétique, électronique, ...quarkique ? ), et les modifications de ces champs sont les "particules".
    Mais quand je pousse la comparaison entre photon et électron, je trouve des choses bizarres comme : il existe différents types de photons qui diffèrent par leur fréquence (ou longueur d'onde), de la même manière y a-t-il différents types d'électrons de fréquences différentes ? Si j'imagine des électrons d'énergies différentes, ce sont des électrons de vitesses différentes ; par contre tous les photons, quelle que soit leur fréquence, ont la même vitesse : celle de la lumière...
    Je pense encore à quelque chose : une onde n'est pas seulement une modification ponctuelle, mais une modification QUI SE PROPAGE, donc ça voudrait dire que l'électron ne peut pas être au repos...(comme le photon, qui "disparait" si n'a plus de vitesse ?)
    Quiconque n'est pas choqué par la théorie quantique ne la comprend pas. (Niels Bohr)

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    Floris

    Re : quelle onde est l'électron ?

    Bonjours, l'électron peut étre au repos par rapport à un referentiel préci. Oui il existe différent photon qui se difére par leus énergies, celle ci est féfinit par leurs logueurs d'onde, soit leurs fréquences, donné par la relation E=hf avec f pour la fréquence.

    De même il existe des électrons de différentes énergies, c'est bien leurs vitesse qui est le facteur, ainsi que leurs masse qui est invariente.

    De même on peut associer une logueurs d'onde à un électron, c'est l'hypothère de Louis de Borgile. y=h/mv y étant le lambada quoi.
    @+
    flo

  8. #6
    deep_turtle

    Re : quelle onde est l'électron ?

    Citation Envoyé par mikeuline
    Mais quand je pousse la comparaison entre photon et électron, je trouve des choses bizarres comme : il existe différents types de photons qui diffèrent par leur fréquence (ou longueur d'onde), de la même manière y a-t-il différents types d'électrons de fréquences différentes ? Si j'imagine des électrons d'énergies différentes, ce sont des électrons de vitesses différentes ; par contre tous les photons, quelle que soit leur fréquence, ont la même vitesse : celle de la lumière...
    Alors pour commencer, un photon n'a jamais une fréquence bien précise, c'est toujours la superposition de fréquences légèrement différentes (une onde monochromatique aurait une extension spatiale infinie, ce qui n'est pas physique).
    Ces fréquences f sont des fréquences temporelles (en un point donné, c'est le nombre d'oscillations par secondes). A chaque valeur de f correspond un "nombre d'onde" k, qui représente le nombre de fois que l'onde se reproduit par unité de longueur (c'est une fréquence spatiale, en quelque sorte. En fait, c'est relié directement à la longueur d'onde par ). Ces deux quantités sont reliées, pour les photons dans le vide, par



    Ca s'appelle la relation de dispersion.

    Connaissant les fréquences qui interviennent dans la décomposition d'une onde lumineuse (ou d'un photon si tu préfères), on peut en déduire deux vitesses :
    • la vitesse de phase qui représente la vitesse individuelle de chaque composante ayant une fréquence bien définie. Pour la lumière c'est c.
    • la vitesse de groupe qui donne la vitesse globale de l'onde lumineuse, ou du photon. Celle-ci vaut aussi c pour la lumière dans le vide.

    Si tu fais le même calcul pour des ondes dont les f et k vérifient une relation plus compliquée, tu trouvera que la vitesse de phase et la vitese de groupe ne sont pas égale : le "paquet d'onde", construit avec des ondes de fréquences différentes, avance à une vitesse différente de chaque composante (pour un exemple pratique, regarde les vagues que tu provoques en jetant un caillou à la surface de l'eau. En regardant attentivement, tu verras que la grosse vague est composée de plen d'ondes qui la dépassent sans arrêt...).

    Si le photon avait une masse, sa relation de dispersion serait différente, et on aurait alors



    La vitesse de phase serait inférieure à c, les photons iraient moins vite. C'est exactement ce qui arrive aux électrons !

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  10. #7
    Floris

    Re : quelle onde est l'électron ?

    Bonsoir Deep Turlte juste avant que j'aille me coucher, pourquoi un photon n'a pas une fréquence bien précise? Tu veux parler des harmoniques? Aussi, ci c'étai le cas, je ne comprend pas pourquoi l'extension spatial serai infinie?
    peut tu me donner d'aventages de précisions?
    Merci as toi.
    Amicalement
    flo

  11. #8
    deep_turtle

    Re : quelle onde est l'électron ?

    Une façon de voir les choses, c'est la relation d'incertitude énergie-temps : un objet qui a une énergie parfaitement définie (ce qui serait le cas d'un photon ayant une fréquence parfaitement définie) aurait une durée de vie infinie.

    Un façon plus simple de voir ça : une onde électromagnétique ayant une fréquence exactement déterminée devrait être représentée par une sinusoïde parfaite. Or, une telle sinusoïde n'a pas de début ni de fin. Pour obtenir une fonction qui resemblerait énormément à une sinosoïde, mais qu'on ferait commencer à un certain moment et finir à un autre, il faudrait ajouter ensemble plein de sinusoïdes "parfaites ayant des fréquences légèrement différentes...

  12. #9
    Konrad

    Re : quelle onde est l'électron ?

    Citation Envoyé par Floris
    Pourrai tu me donner quels d'aventages explications concernant le fait qu'il puisse avoir une vibration minimale? Il s'agit bien de l'intensitée de cette vibration n'es pas?
    Les phonons sont des pseudo-particules ; on les associe aux vibrations des atomes dans un solide. En effet, les atomes peuvent vibrer les uns par rapport aux autres, on peut d'ailleurs faire l'analogie avec des oscillateurs classiques couplés et considérer que les atomes sont des "boules de billard" dures, toutes reliées entre elles par des ressort ; si tu donnes une impulsion à un endroit, c'est toute la structure qui se met à vibrer. Et les vibrations ne se font pas au hasard : leur fréquence et leur direction de propagation dépend de la masse des atomes et de leurs interactions, la "constante de raideur des ressorts" si tu veux continuer l'analogie des oscillateurs classiques couplés.

    Prenons un mode de vibration donné. Comme il se propage à une vitesse finie dans le solide (précisément la vitesse du son dans le matériau) et qu'il a un comportement ondulatoire, on peut le traiter physiquement comme une particule (lui attribuer une masse, écrire sa fonction d'onde, lui attribuer une impulsion, faire interagir les phonons entre eux et avec les autres particules du réseau, etc.), c'est pourquoi on parle de pseudo-particule. Mais un phonon en soi n'est pas une particule élémentaire, son existence et tous ses paramètres dépendent du matériau étudié.

    Dans tout solide il va ainsi exister des phonons acoustiques, similaires au déplacement du son dans le solide, et des modes optiques, susceptibles d'émettre du rayonnement électromagnétique.
    "Un clavier AZERTY en vaut deux."

  13. #10
    Floris

    Re : quelle onde est l'électron ?

    Merci beaucoup deep turlte et Konran pour vos explications.
    Il y à néamoin, une chose qui me perturbe, comment un photon d'énergie bien définit aurai t'il une durée de vie infinie? Tu veux dire le temps d'oscilation? Tu veux dire que c'est comme si la source l'émettait indéfiniment? Désolé si je ne comprend pas tout de suite.

    Autre question qui me semble étre relier à cela, imaginons que j'émette une crette d'onde une fois dans toute ma vie en suposant que je vie infiniment. Esque je pourrait connaitre l'énergie de ma perturbation?

    Merci encore as toi et désolé si mes question sont un peut !!!
    @+
    flo

  14. #11
    mikeuline

    Re : quelle onde est l'électron ?

    Citation Envoyé par deep_turtle
    Alors pour commencer, un photon n'a jamais une fréquence bien précise, c'est toujours la superposition de fréquences légèrement différentes (une onde monochromatique aurait une extension spatiale infinie, ce qui n'est pas physique).
    Tout d'abord merci pour la réponse. En dehors du fait que j'aie un peu de mal à comprendre les vitesses de phase et de groupe, je ne comprends pas en quoi une superposition d'ondes permettrait à celle-ci d'avoir un début et une fin (et donc une extension spatiale finie). Dans ta réponse à Floris tu dis qu'une onde monochromatique aurait forcément une durée de vie infinie à cause de deltaE.deltat sup à h. Mais tout ce que je peux déduire de cette relation c'est que si l'onde est monocromatique, son énergie est connue exactement donc deltaE=0 et donc ça implique que deltat=infini. Donc l'incertitude sur la durée de vie est infinie, mais pas la durée de vie elle-même, non ? Enfin déjà il faudrait que je comprenne ce que représente ce "t" dans la formule.
    Donc en résumé je ne comprends pas pourquoi une onde monochromatique aurait une durée de vie et une extension spatiale infinie, et ensuite je ne comprends pas pourquoi une superposition d'ondes monocromatiques (qui donc devraient toutes avoir une extension spatiale et durée de vie infinies), elle, aurait une extension finie. (Je vois bien mathématiquement que c'est à cause de l'exponentielle négative (présente dans l'expression de la fonction d'onde) qui ne devient nulle qu'à l'infini, mais aurais-tu une explication un peu plus "avec les mains" à me donner ?)
    merci d'avance
    Quiconque n'est pas choqué par la théorie quantique ne la comprend pas. (Niels Bohr)

  15. #12
    deep_turtle

    Re : quelle onde est l'électron ?

    Salut,

    Je te ferai une petite figure ce soir (j'ai pas mon ordi préféré sous les doigts là tout de suite) qui te montrera la superposition de 2, 3, et plus, sinusoïdes de fréquences différentes, tu verras tout de suite ce que je veux dire...

    PS : mon emploi du terme "durée de vie" était sans doute maladroit dans ce contexte. Le Delta t indique ici l'extension temporelle dans laquelle le photon se trouve dans l'état considéré.

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  17. #13
    mikeuline

    Re : quelle onde est l'électron ?

    Citation Envoyé par deep_turtle
    Salut,

    Je te ferai une petite figure ce soir (j'ai pas mon ordi préféré sous les doigts là tout de suite) qui te montrera la superposition de 2, 3, et plus, sinusoïdes de fréquences différentes, tu verras tout de suite ce que je veux dire...
    Super ! merci beaucoup

    Par contre je reste bloquée sur une de mes interrogations qui est, je crois, passée à la trappe : si l'électron est une onde, c'est-à-dire une perturbation qui se déplace, cela implique qu'il ne peut jamais être au repos... non ?
    Quiconque n'est pas choqué par la théorie quantique ne la comprend pas. (Niels Bohr)

  18. #14
    deep_turtle

    Re : quelle onde est l'électron ?

    Par contre je reste bloquée sur une de mes interrogations qui est, je crois, passée à la trappe : si l'électron est une onde, c'est-à-dire une perturbation qui se déplace, cela implique qu'il ne peut jamais être au repos... non ?
    En effet j'avais zappé cette excellente question... Ben en fait il peut être au repos, mais nécessairement la fonction d'onde qui le représente s'étale au cours du temps, s'il est laissé libre à lui-même (Un exercice élémentaire de mécnique quantique en deug consiste à calculer cet "étalement du paquet d'onde"). C'est seulement en présence d'un potentiel qui le confine que la fonction d'onde de l'électron peut rester bien localisée.

  19. #15
    mikeuline

    Re : quelle onde est l'électron ?

    Hum...il va me falloir méditer longtemps sur cette dernière réponse...
    Quiconque n'est pas choqué par la théorie quantique ne la comprend pas. (Niels Bohr)

  20. #16
    Rincevent

    Re : quelle onde est l'électron ?

    Citation Envoyé par mikeuline
    Hum...il va me falloir méditer longtemps sur cette dernière réponse...
    tu peux pourtant commencer avec une image assez simple :

    imagine qu'un électron initialement bien localisé est comme de l'eau initialement rassemblée en un point donné (c'est juste une image of course! )

    si tu lâches ton eau lentement et verticalement sur le sol, l'évolution ultérieure du liquide va dépendre de l'état du sol. Si tu as un sol parfaitement plat, tu vas avoir un étalement progressif et régulier de l'eau sur le sol... c'est très très grossièrement ce qu'il se passe pour l'onde de l'électron quand il est libre...

    si tu lâches ton eau sur un sol avec des creux et des bosses, ton eau va se répartir préférentiellement là où tu as des creux pour former des flaques... les potentiels sont pour l'électron comme des creux pour l'eau : il s'y sent plus à l'aise et sa fonction d'onde y prend "des valeurs maximales" (= c'est là que tu as le plus de chance de trouver ton électron).

    d'ailleurs, si tu lâches ton eau juste au-dessus d'un creux, tu vas voir que quasiment toute l'eau va rester dans une seule flaque bien localisée. C'est très analogue au cas où ton électron est initialement localisé dans un puit de potentiel donné : il ira difficilement voir ailleurs ce qu'il s'y passe, "préférant" rester là où il est...
    Ceux qui manquent de courage ont toujours une philosophie pour le justifier. A.C.

  21. #17
    mikeuline

    Re : quelle onde est l'électron ?

    Citation Envoyé par Rincevent
    tu peux pourtant commencer avec une image assez simple [...] il ira difficilement voir ailleurs ce qu'il s'y passe, "préférant" rester là où il est...
    merci pour l'image, c'est vrai que ça aide un peu...
    Mais est-ce que lorsque l'électron est localisé (qu'il soit dans un puits de potentiel ou non), il n'est plus une onde ? Ou bien est-ce qu'il n'est jamais complètement localisé (ponctuel), mais situé dans un volume réduit (volume qui pourrait tendre vers zéro sans jamais l'atteindre) dans lequel il peut encore bouger ?
    Désolée si je pars (peut-être) en live...

    Je pense à une autre question mais je vais ouvrir un autre sujet, je crois...
    Quiconque n'est pas choqué par la théorie quantique ne la comprend pas. (Niels Bohr)

  22. #18
    Rincevent

    Re : quelle onde est l'électron ?

    Citation Envoyé par mikeuline
    Mais est-ce que lorsque l'électron est localisé (qu'il soit dans un puits de potentiel ou non), il n'est plus une onde ?
    ça dépend de la taille du creux, et donc de la flaque... si tu prélèves de l'eau avec une pipette (tu fais une mesure), ton eau sera tellement "concentrée" dans un volume réduit que tu verras plutôt l'aspect corpusculaire... m'enfin, là, l'image est moins bonne car l'électron n'est pas plus une onde qu'une particule ponctuelle... cf le principe de complémentarité.

    si le creux est assez large, la flaque sera étalée et l'électron se comportera comme une sorte d'onde localisée "une onde stationnaire", comme si tu mets en mouvement le liquide conteu dans un récipient : seuls certains modes d'oscillations sont possibles qui correspondent à certains niveaux d'énergie ou à certaines fréquences. Cf aussi une corde pincée : seules certaines notes sont possibles.

    Ou bien est-ce qu'il n'est jamais complètement localisé (ponctuel), mais situé dans un volume réduit (volume qui pourrait tendre vers zéro sans jamais l'atteindre) dans lequel il peut encore bouger ?
    j'aurais dû lire la fin de ton message avant de commencer à répondre...

    oui, cette image est meilleure... surtout qu'avec les "effets quantiques", tes creux sont jamais complètement imperméables et ta particule peut sortir du trou pour aller évoluer "sur un sol" plat d'altitude plus faible que le sol entourant le creux... c'est l'effet tunnel.

    m'enfin, faut voir aussi que tout ça c'est plutôt valable tant que tu ne cherches pas à localiser précisément l'électron : dès que tu le regardes de trop près, hop il se comporte uniquement comme une particule (cf l'expérience des fentes de Young avec un détecteur situé sur l'une des fentes).

    Désolée si je pars (peut-être) en live...
    qui ne le fait pas face à la physique quantique ?

    d'ailleurs, pour en revenir à ta première question, l'image de l'eau est pas tout à fait bonne en ce sens où le champ électronique est un truc qui existe partout, même là où il est nul et où il n'y a pas d'électron... en "clair" ( ) , c'est comme si le champ était l'idée de l'eau qui lui préexistait... (là je pars en live encore plus que toi )
    Ceux qui manquent de courage ont toujours une philosophie pour le justifier. A.C.

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  24. #19
    mikeuline

    Re : quelle onde est l'électron ?

    Citation Envoyé par Rincevent
    avec les "effets quantiques", tes creux sont jamais complètement imperméables et ta particule peut sortir du trou pour aller évoluer "sur un sol" plat d'altitude plus faible que le sol entourant le creux... c'est l'effet tunnel.
    Euh j'ai entendu parler de l'effet tunnel... mais pas assez pour y avoir compris quelque chose ! mais bon, je compte me renseigner un peu plus là-dessus...

    (cf l'expérience des fentes de Young avec un détecteur situé sur l'une des fentes).
    Euh ça par contre j'en ai jamais entendu parler (les fentes d'Young si, mais pas l'histoire du détecteur sur les fentes).

    qui ne le fait pas face à la physique quantique ?
    LOL. C'est juste, d'ailleurs Niels Bohr lui-même n'a-t-il pas dit : "Quiconque n'est pas choqué par la mécanique quantique ne la comprend pas" ? et je ne résiste pas à l'envie d'ajouter : "Quiconque est choqué par la mécanique quantique ne la comprend pas forcément" (cf moi )

    (là je pars en live encore plus que toi )
    RELOL

    En tous cas je suis très contente qu'un tel forum existe, c'est vraiment super. merci pour toutes les réponses.
    Quiconque n'est pas choqué par la théorie quantique ne la comprend pas. (Niels Bohr)

  25. #20
    deep_turtle

    Re : quelle onde est l'électron ?

    En réponse à une promesse antérieure, pour Mikeuline, voici les images promises. Sur test2.jpg, on voit une sinusoide, ainsi que la somme de 2 sinusoides, puis la somme de 10 sinusoides. On voit qu'au fur et à mesure qu'on ajoute des sinusoides, la fonction devient de plus en plus localisée. sur test.jpg, c'est 1à et 50 sinusoides...
    Images attachées Images attachées

  26. #21
    mikeuline

    Re : quelle onde est l'électron ?

    merci pour ces graphes... mais...
    Citation Envoyé par deep_turtle
    On voit qu'au fur et à mesure qu'on ajoute des sinusoides, la fonction devient de plus en plus localisée
    En fait je vois qu'une partie devient effectivement prédominante par rapport au reste, mais manifestement cette "grosse bosse" revient périodiquement, sans fin, donc pour moi cette superposition d'ondes est toujours d'extension spatiale infinie...non ?
    Quiconque n'est pas choqué par la théorie quantique ne la comprend pas. (Niels Bohr)

  27. #22
    Floris

    Re : quelle onde est l'électron ?

    Salut deep turlte, merci pour tes schémas. Dit moi, ceci ne peut t'il pas se calculer grâces aux décompositions de Fourier pour trouver le paquet d'onde?!

    Aussi quand tu parles de durée de vie, es que c'est équivalent à la durée d'émission d'un rayonnement d'énergie donné?

    Autre question, imaginons que j'émette une crête d'onde une fois dans toute ma vie en supposant que je vie infiniment. Es que je pourrais connaître l'énergie de ma perturbation?

    Merci d'avance.
    @+
    flo

  28. #23
    deep_turtle

    Re : quelle onde est l'électron ?

    En effet, tu as raison pour la seconde bosse (en fait il y en a plein d'autres qu'on ne voit pas sur la figure, à droite et à gauche)... Elle reste quand on ajoute des fréquences qui sont multiples d'une fréquence de base. Ici, j'ai tracé (avec un facteur multiplicatif devant pour que la figure rentre dans la page)

    sin(x)+sin(2*x)+sin(3+x)+sin(4 *x)+... etc...

    En fait, si on ajoute aussi toutes les fréquences intermédiaires possibles, ce deuxième pic (et tous les suivants qu'on ne voit pas sur la figure) disparait, seul le premier reste...

  29. #24
    deep_turtle

    Re : quelle onde est l'électron ?

    Salut deep turlte, merci pour tes schémas. Dit moi, ceci ne peut t'il pas se calculer grâces aux décompositions de Fourier pour trouver le paquet d'onde?!
    Tout à fait. Si par exemple tu considères une fonction du style

    fenêtre(-100,+100)*cos(x)

    où la fonction fenêtre vaut 0 en dehors de l'intervalle défini par les arguments et 1 sinon, tu obtiens une sinusoïde tronquée. La transformée de Fourier de cette fonction te permettra de l'écrire comme une somme de cosinus, faisant intervenir tout un esemble de fréquences proches de 1. En fait, la gamme de fréquences qu'on obtiendra sera précisément [1-1/100, 1+1/100], c'est-à-dire que l'écart en fréquence est inverse de celui en temps !

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  31. #25
    Rincevent

    Re : quelle onde est l'électron ?

    Citation Envoyé par mikeuline
    Euh ça par contre j'en ai jamais entendu parler (les fentes d'Young si, mais pas l'histoire du détecteur sur les fentes).
    c'est une des histoires fétiches de Feynman... si tu lis "lumière et matière : une étrange histoire", tu en entendras forcément parler...

    en fait, ça fait référence aux diverses expériences qui ont été proposées par ceux qui n'ont pas trop apprécié quand Heisenberg a énoncé son principe d'indétermination... l'idée étant de proposer des expériences permettant de déterminer par quelle fente passe la particule quantique (dans le truc de Young) sans modifier la figure d'interférence obtenue sur l'écran... résultat : c'est impossible. Dès que l'on cherche à regarder une particule quantique comme un "corpuscule", les effets ondulatoires disparaissent...


    le sujet a dû être abordé de nombreuses fois sur le forum... cherche et tu trouveras...

    sinon, en bonus un tit texte que je viens de trouver sur l'électrodynamique quantique... il me semble que les équations sont pas nickel et j'ai pas vérifié le contenu, mais ça m'a l'air pas mal...

    http://feynman.phy.ulaval.ca/marleau...ofaible/II.htm
    Ceux qui manquent de courage ont toujours une philosophie pour le justifier. A.C.

  32. #26
    mikeuline

    Re : quelle onde est l'électron ?

    Citation Envoyé par Rincevent
    en fait, ça fait référence aux diverses expériences qui ont été proposées par ceux qui n'ont pas trop apprécié quand Heisenberg a énoncé son principe d'indétermination... l'idée étant de proposer des expériences permettant de déterminer par quelle fente passe la particule quantique (dans le truc de Young) sans modifier la figure d'interférence obtenue sur l'écran... résultat : c'est impossible. Dès que l'on cherche à regarder une particule quantique comme un "corpuscule", les effets ondulatoires disparaissent...
    Ah mais oui je vois tout à fait, Feynman en parle également au tout début du tome 5 de son "cours de physique" (le tome de méca Q). J'ai d'ailleurs relu le passage en question ce week-end ! (Mais tel que tu en parlais tout à l'heure j'avais cru qu'il s'agissait d'une expérience réelle, tandis que Feynman précise qu'il s'agit juste d'une expérience de pensée, donc j'avais pas fait le rapprochement...)

    Merci bien pour le lien, je vais tâcher de m'y plonger sérieusement.
    Quiconque n'est pas choqué par la théorie quantique ne la comprend pas. (Niels Bohr)

  33. #27
    mikeuline

    Re : quelle onde est l'électron ?

    Citation Envoyé par deep_turtle
    En fait, si on ajoute aussi toutes les fréquences intermédiaires possibles, ce deuxième pic (et tous les suivants qu'on ne voit pas sur la figure) disparait, seul le premier reste...
    Je veux bien te croire, même si ça ne me parait pas évident... faudrait que je le dessine moi-même pour m'en convaincre
    en tous cas merci pour ces explications.
    Quiconque n'est pas choqué par la théorie quantique ne la comprend pas. (Niels Bohr)

  34. #28
    Floris

    Re : quelle onde est l'électron ?

    Salut à tout le monde et merci deep turlte pour ta réponse, je comprend déja un peut mieux le principe, va falloir que je m'y mette.

    Ceci dit, j'ai encore des questions qui me taraudes.
    Quand tu parles de durée de vie, es que c'est équivalent à la durée d'émission d'un rayonnement d'énergie donné?

    Aussi, imaginons que j'émette une crête d'onde une fois dans toute ma vie en supposant que je vie infiniment. Es que je pourrais connaître l'énergie de ma perturbation? C'est sans doute une question stupide, désolé.

    Merci d'avance.
    @+
    flo

  35. #29
    Makalu

    Re : quelle onde est l'électron ?

    Bonsoir,

    Citation Envoyé par Floris
    ceci ne peut t'il pas se calculer grâces aux décompositions de Fourier pour trouver le paquet d'onde?!
    Oui, d'ailleurs les relations d'incertitude en mécanique quantique sont simplement la conséquence de la théorie de Fourier. Par exemple, l'étalement spatial du paquet d'onde, disons , et l'étalement en vecteur d'onde, disons sont liés par



    Autrement dit pour que ton paquet d'onde soit très localisé, il faut sommer un grand nombre d'ondes planes.

    Or d'après la relation de De Brogli, , tu retrouves une des relations de Heisenberg



    Ce petit calcul montre bien que ces relations proviennent directement de la dualité onde/corpuscule.

    Tu peux aussi considérer les variables temps/fréquence au lieu de position/vecteur d'onde et tu retrouves les relations de Heisenberg avec est la fréquence.

  36. #30
    Floris

    Re : quelle onde est l'électron ?

    Salut as toi, merci beaucoup pour ces précieuses explications, cela m'interesse beaucoup. Juste pour reprendre, le w, est t'il un angle du fait que tu utilise h bar ??
    Aussi, j'ai une question, esque suposont que j'ai par exemple 5 électrons pourrai-je en créé un autre par décomposition de Fourier? Enfin voi tu ce que je veux dire.
    Merci encore as toi/
    Flo

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