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Les différentes grandeur caractérisant un état en mécanique classique et en mécanique quantique



  1. #1
    Jack Burner

    Les différentes grandeur caractérisant un état en mécanique classique et en mécanique quantique


    ------

    Coucou tout le monde, pourriez vous me dire quelles sont les grandeurs qui caractérisent l'état d'un système en mécanique classique et en mécanique quantique ?

    Comment pouvons nous calculer l'énergie d'un noyau ?

    Merci par avance pour vôtre aide.

    Cordialement

    Fabien

    -----

  2. Publicité
  3. #2
    Astérion

    Re : Les différentes grandeur caractérisant un état en mécanique classique et en mécanique quantique

    Bonjour,

    Méca classique: pour un système isolé: énergie, quantité de mouvement, et moment cinétique caractérisent l'état du système.

    Méca Q: ça dépend...: par exemple pour l'atome hydrogéne (sans considérer les degrés internes du noyau) :
    l'énergie, le moment cinétique totale (spin + moment cinétique orbitale de l'électron), la projection du moment cinétique total. quantité de mouvement du barycentre de l'atome, ...

    A plus.

  4. #3
    Jack Burner

    Re : Les différentes grandeur caractérisant un état en mécanique classique et en mécanique quantique

    Merci beaucoup c'est plus clair que dans mes cours et sur wikipedia !

    Mais j'aurais une dernière question à vous posé lorsque l'on parle d'état fondamentale cela veut-il dire que toutes ces grandeurs sont à leur valeur minimale ?

    Merci encore pour vôtre aide

  5. #4
    Astérion

    Re : Les différentes grandeur caractérisant un état en mécanique classique et en mécanique quantique

    Re,
    Citation Envoyé par Jack Burner Voir le message
    Merci beaucoup c'est plus clair que dans mes cours et sur wikipedia !

    Mais j'aurais une dernière question à vous posé lorsque l'on parle d'état fondamentale cela veut-il dire que toutes ces grandeurs sont à leur valeur minimale ?

    Merci encore pour vôtre aide
    Non, l'état fondamental, c'est l'état d'énergie minimale. Les valeurs que vont prendre les autres degrés de libertés peuvent ne pas être minimales. Les valeurs qu'elles prendront doit juste être contraint par le minimum d'énergie.

    Exemple: l'atome d'hydrogène. l'état fondamental correspond au nombre quantique principal n=0. Dans cet état le moment cinétique orbital et sa projection correspondent à l=0 et m=0. Cependant, la projection du spin de l'électron peut prendre soit la valeur +1/2 ou -1/2 (attention, on suppose qu'il n'y a pas d'interaction style spin-orbite et de champ magnétique extérieur). L'état fondamental est donc dégénéré.

    A plus.

  6. #5
    gatsu

    Re : Les différentes grandeur caractérisant un état en mécanique classique et en mécanique quantique

    Citation Envoyé par Astérion Voir le message
    Bonjour,

    Méca classique: pour un système isolé: énergie, quantité de mouvement, et moment cinétique caractérisent l'état du système.

    Méca Q: ça dépend...: par exemple pour l'atome hydrogéne (sans considérer les degrés internes du noyau) :
    l'énergie, le moment cinétique totale (spin + moment cinétique orbitale de l'électron), la projection du moment cinétique total. quantité de mouvement du barycentre de l'atome, ...

    A plus.
    Salut,

    Je pense que tout ça peut être réduit non ?

    Méca classique : position et impulsion de chaque particule

    Méca Q : pour l'atome d'hydrogène en représentation "grossiere", l'energie totale, le moment cinetique orbital total, la projection du moment cinétique orbital, le spin de l'électron (pourquoi pas celui du proton d'ailleurs ?) en somme un ECOC du système
    "Au fond..la musique si on la prend note par note c'est assez nul". Geluck

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    Jack Burner

    Re : Les différentes grandeur caractérisant un état en mécanique classique et en mécanique quantique

    ouille ; et quelle forme prend cette énergie ???

    Merci à Astérion et Gatsu

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  10. #7
    Astérion

    Re : Les différentes grandeur caractérisant un état en mécanique classique et en mécanique quantique

    Citation Envoyé par gatsu Voir le message
    Salut,

    Je pense que tout ça peut être réduit non ?

    Méca classique : position et impulsion de chaque particule

    Méca Q : pour l'atome d'hydrogène en représentation "grossiere", l'energie totale, le moment cinetique orbital total, la projection du moment cinétique orbital, le spin de l'électron (pourquoi pas celui du proton d'ailleurs ?) en somme un ECOC du système
    justement je suis plus réduit que toi....

    Toi, tu as besoin de 6N variables (quantités de mouvement, et positions). Qui ne se conservent pas forcément.
    Je dis que pour décrire correctement l'état de mon système: j'ai besoin de 7 grandeurs pour un système isolé.

    Pour prendre un exemple naïf: un solide indéformable.
    Pour toi j'ai besoin de la position et de la quantité de mouvement de toute les particules.
    Pour moi: quantité de mouvement de mon solide , énergie, moment cinétique...
    (pour d'accord, c'est un exemple un peu bête...mais j'ai pas trouvé mieux sur le coup) .

    A plus.

    NB: pourquoi ne pas prendre les degrés de libertés du proton? Pour un souci de simplification...

  11. #8
    Jack Burner

    Re : Les différentes grandeur caractérisant un état en mécanique classique et en mécanique quantique

    Comment calcule-t-on le minimum d'énergie ?

    Merci à tout les deux pour vôtre aide

  12. #9
    gatsu

    Re : Les différentes grandeur caractérisant un état en mécanique classique et en mécanique quantique

    Citation Envoyé par Astérion Voir le message
    justement je suis plus réduit que toi....

    Toi, tu as besoin de 6N variables (quantités de mouvement, et positions). Qui ne se conservent pas forcément.
    Je dis que pour décrire correctement l'état de mon système: j'ai besoin de 7 grandeurs pour un système isolé.

    Pour prendre un exemple naïf: un solide indéformable.
    Pour toi j'ai besoin de la position et de la quantité de mouvement de toute les particules.
    Pour moi: quantité de mouvement de mon solide , énergie, moment cinétique...
    (pour d'accord, c'est un exemple un peu bête...mais j'ai pas trouvé mieux sur le coup) .

    A plus.

    NB: pourquoi ne pas prendre les degrés de libertés du proton? Pour un souci de simplification...
    Je m'attendais un peu à ce genre de réponse .
    Le problème vient de la définition qu'on donne à "état d'un système". Il est clair qu'un gaz à l'equilibre thermodynamique pourra seulement etre décrit par 2 ou 3 variables d'état et qu'on ne décrit pas les propriétés macroscopiques d'un solide avec la donnée de toutes les positions et vitesses de toutes les particules le constituant.

    Le problème c'est que le mot "état" dans ces differents contextes réfère aux grandeurs d'intéret pour un physicien interessé par telle ou telle propriété globale du système ou n'ayant carrément pas accès à plus d'information sur le système. Dès lors on voit qu'il y a une part d'arbitraire dans le choix de la description de l'état en lui même.

    La définition que j'ai donné est celle qui fait le moins appel à l'arbitraire dans le sens où, si on ne connait pas le contexte experimental et donc les grandeurs pertinentes pour la description alors on n'a rarement d'autre choix que de décrire le microétat du système a priori.

    Bref tout ça pour dire que c'est à Jack Burner de préciser de quel genre d'état il parle.
    "Au fond..la musique si on la prend note par note c'est assez nul". Geluck

  13. #10
    Astérion

    Re : Les différentes grandeur caractérisant un état en mécanique classique et en mécanique quantique

    Citation Envoyé par gatsu Voir le message
    Je m'attendais un peu à ce genre de réponse .
    Le problème vient de la définition qu'on donne à "état d'un système". Il est clair qu'un gaz à l'equilibre thermodynamique pourra seulement etre décrit par 2 ou 3 variables d'état et qu'on ne décrit pas les propriétés macroscopiques d'un solide avec la donnée de toutes les positions et vitesses de toutes les particules le constituant.

    Le problème c'est que le mot "état" dans ces differents contextes réfère aux grandeurs d'intéret pour un physicien interessé par telle ou telle propriété globale du système ou n'ayant carrément pas accès à plus d'information sur le système. Dès lors on voit qu'il y a une part d'arbitraire dans le choix de la description de l'état en lui même.

    La définition que j'ai donné est celle qui fait le moins appel à l'arbitraire dans le sens où, si on ne connait pas le contexte experimental et donc les grandeurs pertinentes pour la description alors on n'a rarement d'autre choix que de décrire le microétat du système a priori.

    Bref tout ça pour dire que c'est à Jack Burner de préciser de quel genre d'état il parle.
    J'adhère complètement!!

    Si je raisonne avec la définition d'un macro-état, c 'est qu'il y a une similitude forte entre mécanique classique et mécanique quantique, notamment avec le problème à 2 corps.

    D'un point de vue classique, si je connais les quantitées conservée dans le problème à deux corps, alors je peux d'écrire l'évolution du système et dire par quel micro-état il passe.

    En mécanique quantique avec le modèle de l'atome: les quantitées conservées sont quantifiées et elles décrivent l'état du système. pas besoin de plus...

    (je ne sais pas si je me fais comprendre)

    A plus

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