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Physique quantique : Bases svp



  1. #1
    swiffer

    Question Physique quantique : Bases svp

    Salut a tous
    Dans la plupart des bouquins de physiques on parle de Physique quantique. J'aimerais faire un point la dessus parcque, dans ces memes bouquins, on en parle souvent mais sans rappeler ce que c'est exactement.

    J'ai compris qu'elle s'opposait/découlait de la Relativité Générale, et pourtant niée par Einstein. Pourquoi?

    Le mur de Planck (inévitable pour le Big Bang ) : qu'est-ce que c'est exactement?

    S'il vous plait répondez simplement, pas de grandes équations auxquelles je ne comprendrais rien (ou alors expliquez les )

    Merci (d'avance) a tous

    -----

    "How are all things made for man?" Kepler

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  3. #2
    manu_mars

    Re : Physique quantique : Bases svp

    Bonsoir!
    He bien, voici une reponse d'amateur, puisque j'eprouve un vif interet dans ce domaine..
    Je vais donc repondre a la mesure de mes moyens, sans equations, et essayer de ne pas dire trop d'aneries...

    Pour le mur de planck: je crois que ca a un rapport avec la plus petite unité de temps, qui s'appelle "temps de planck". Voir a ce sujet le fil sur "mesure du temps?" ou une explication lumineuse (sisi j'ose ) est donnee.

    Je ne connait pas la position d'Einstein par rapport a la physique quantique; ce que je crois, c'est qu'elle est venue en complement de la RG, et qu'elle a pu expliquer certains elements, peut-etre en conflit avec les convictions d'Einstein.. mais il y a des specialistes ici.
    Quant a (huhu quanta) savoir ce qu'est la PQ, c'est il me semble l'etude de la "dualité" onde-corpuscule ("ondicule" comme disait un physicien celebre) au depart initié par le phenomène d'interference d'un electron avec lui-meme, puis par la suite généralisée (l'étude) a la description et l'observation des paquets d'energie- d'ou quanta- apparaissant lors de la transition d'un etat excité a un etat au repos d'une "couche" exterieure d'un atome.
    Celles-ci ont amené la comparaison avec la physique classique pour les cas particuliers inexplicables avec celle-ci: Puisque on observe une onde, comment celle-ci "desobei" aux lois etablies par la physique classique? Et comment expliquer les phenomenes SIMULTANES du comportement de l'electron par exemple (pour resumer, il semblerait qu'il y ai une "ubiquité" de certaines particules).
    De ce que j'ai cru comprendre, il s'agit aussi d'essayer d'expliquer la conservation de l'energie, principe immuable, c'est a dire quels sont les elements en jeu, et de quelle maniere cela se passe.

    Au passage, je prie les specialistes de me reprendre sur les points mal interpetes...ou mal compris.
    Dernière modification par manu_mars ; 15/09/2005 à 21h52.

  4. #3
    charly

    Re : Physique quantique : Bases svp

    Sans rentré dans les détails très complexe , la mécanique quantique s'oppose a la RG de manière très simple : il est très compliqué d'unifier les forces décrites dans la RG et celles décrites dans la mécanique quantique . Ainsi , si la physique quantique donne une description très précise et efficace de l'éléctromagnétisme , la gravitation ( décrit également de maniére trés efficace mais par la RG ) par contre n'a pas trouvé d'équivalent quantique (ce qui sera peut être palier par la théorie M , mais ce n'est pas le sujet ) .
    De part la manière de concevoir le monde , la mécanique quantique diffères : La relativité est complètement déterminé , avec un espace temps déformable mais relativement "lisse " En revanche la mécanique quantique presente un aspect trés chaotique . En RG on peut parfaitement concevoir l"évolution d'un système dont on connaît les propriété . En physique quantique l'approche diffères , a cause d'une incertitude fondamentale liée a l'état même des particule . En terme plus claire , on ne sait pas exactement comment le système va évolué en physique quantique , par contre on sait exactement les probabilité d'évolution de ce dit système .
    C'est une vision très simple évidement , la mécanique quantique introduit également des conceptions qui sont tout sauf intuitif et qui la rende trés complexe a interpreter : Feynman disait que personne ne comprenait la physique quantique , pas même lui . Il était pourtant l'un des principaux protagoniste du developpement de la physique quantique ( ce qui lui valut un nobel ) .
    Pour résumer les différences entre ces deux pilier de la physique moderne je dirais que chacune est très très efficace dans son domaine d'application : la RG sur les trés trés grandes distances , et la MQ sur les echelles atomiques ou moléculaire .

    Le mur de planck est simplement la limite de validité de la physique en général :Tout ce qui ce situe "dérriére" ne peut être directement décrit avec les théories actuelle .

    Enfin pour la petite anecquedote : Einstein n'a pas accepté la physique quantique effectivement : il ne supporter pas l'idée d'un monde non déterminé . Il est pourtant l'un des éléments déclencheurs (avec planck ) grace a sa description de l'effet photoéléctrique . Petite citation : "Dieu ne joue pas aux dés "



    En espérant n'avoir été ni trop long , ni trop confus , ni trop plein de fautes .

  5. #4
    manu_mars

    Re : Physique quantique : Bases svp

    Citation Envoyé par charly

    Le mur de planck est simplement la limite de validité de la physique en général :Tout ce qui ce situe "dérriére" ne peut être directement décrit avec les théories actuelle .
    "Simplement"... que c'est beau ces mots tout simples!

    Manu

  6. #5
    swiffer

    Re : Physique quantique : Bases svp

    Citation Envoyé par manu_mars
    Quant a (huhu quanta) savoir ce qu'est la PQ, c'est il me semble l'etude de la "dualité" onde-corpuscule ("ondicule" comme disait un physicien celebre) au depart initié par le phenomène d'interference d'un electron avec lui-meme, puis par la suite généralisée (l'étude) a la description et l'observation des paquets d'energie- d'ou quanta- apparaissant lors de la transition d'un etat excité a un etat au repos d'une "couche" exterieure d'un atome.
    Celles-ci ont amené la comparaison avec la physique classique pour les cas particuliers inexplicables avec celle-ci: Puisque on observe une onde, comment celle-ci "desobei" aux lois etablies par la physique classique? Et comment expliquer les phenomenes SIMULTANES du comportement de l'electron par exemple (pour resumer, il semblerait qu'il y ai une "ubiquité" de certaines particules).
    De ce que j'ai cru comprendre, il s'agit aussi d'essayer d'expliquer la conservation de l'energie, principe immuable, c'est a dire quels sont les elements en jeu, et de quelle maniere cela se passe.
    Comment un électron peut rentrer en interférence avec lui meme?

    Et y a t il une différence entre physique quantique et mécanique quantique?

    Merci pour ces premieres réponses
    "How are all things made for man?" Kepler

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

    Re : Physique quantique : Bases svp

    Ben pask c justement A CE MOMENT LA une onde, et plus une particule...
    Pour la difference, je suppose que la meca etudie les principes des forces en jeu, alors que la physique a une vue plus globale?
    Mais ca reste vague encore pour moi.
    manu
    Merci pour ces premieres réponses
    de rien ^^

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  10. #7
    BioBen

    Re : Physique quantique : Bases svp

    physique quantique et mécanique quantique?
    A ma connaissance il n'y a que au scrabble que tu peux faire la différence entre les deux (c'est bien plus rentable de mettre physique).

    Comment un électron peut rentrer en interférence avec lui meme?
    Ah bah ca c'est toute la beauté et "l'étrangeté" (pour nous être humain) de certains phénomènes quantiques. L'electron n'étant pas localisé avant que tu ne fasse une mesure, il peut interférer avec lui même (à noter que ca marche avec toutes les autres particules, pas que avec les électrons).

    Renseigne toi sur l'experience des fentes de Young, ca devrait t'apporter pas mal d'infos.

    une onde, et plus une particule...
    Bah en fait non ca n'est ni une onde ni une particule, c'est un objet quantique qui se comporte parfois comme une onde et parfois comme un particule. Se referrer à une conférence de Jean Marc Lévy-Leblond que j'avais proposé sur le forum avant les vacances pour un complément d'information.

    PS : faites attention à l'orthographe si possible...
    Dernière modification par BioBen ; 16/09/2005 à 17h13.

  11. #8
    swiffer

    Re : Physique quantique : Bases svp

    Ok merci j'irais voir les fentes de Young et je suivrais ton conseil pour le scrabble (et pour l'orthographe je fais ce que je peux)
    "How are all things made for man?" Kepler

  12. #9
    Ravaner

    Re : Physique quantique : Bases svp

    Il convient de partir du principe que la Méca Quantique ne s'applique qu'à l'univers microscopique ( qqes rayons atomiques ). D'autre part il faut admettre que tout, matière, lumière est composé d'ensembles indissociables de corpuscules et d'ondes, un corpuscule pouvant comme le photon avoir une masse nulle. Autre point ces ondes sont de forme complexe ( au sens mathématique du terme ) et renseignent sur la probabilité pour un élément d'être dans un certain état. Dernier ( sûrement pas ) point l'énergie de transmet de façon discontinue ( quanta ). Quant à la RG c'est tout autre chose, en première approximation on peut dire qu'elle concerne plutôt les grands espaces ( astronomie ).

  13. #10
    Floris

    Re : Physique quantique : Bases svp

    Bonsoir

    Concernant justement les probabilités, celle ci sont défini en tout point de l'espace et son localiser n'est ce pas?

    Autre point et là j'ai envi d'étre chiant mais ma question est la suivante, comment en dépi du fait que mon objet quantique n'est pas localisé, il peut interagir avec lui même? Cela se faitt'il par une interférence des amplitudes de probabilité n'est ce pas?
    Merci bien
    Seul les imbéciles sont bourrés de certitudes !

  14. #11
    charly

    Re : Physique quantique : Bases svp

    Nan floris tu prends le probléme a l'envers : le fait que ton objet ne soit pas localisé découle directement du principe d'incertitude . Pour pouvoir quand même comprender ce qui se passe a cette echelle on considére donc des probabilités . Et pour ce faire on est obligé d'apréhender les particules élémentaire comme des entités complexes ( tant physiquement que mathématiquement ). C'est la qu'intervient la proprieté ondulatoire de la matiére : on associe donc a l'aide d'une fonction d'onde une probabilité de changement d'état a toutes particules. Et cette probabilité a pour caractéristique de mettre en evidence des phénoménes d'interférences .

  15. #12
    Floris

    Re : Physique quantique : Bases svp

    Bonsoir mon chère charly, passé de bonne et joyeuses vacances? Oui je sais bien ce que tu me dis, mais ma questions étais la suivante. mathématiquement, les amplitudes de probabilité sont définit en un point de l'espace on est bien d'accord? Après on continura.
    Bien a toi.
    flo
    Seul les imbéciles sont bourrés de certitudes !

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  17. #13
    charly

    Re : Physique quantique : Bases svp

    /aparté : fatigante , mais très bonne . Les gosses du centre de loisir étaient déchaînés /

    Bon alors , non les amplitude de probabilité ne sont pas localisé en un point . D'ailleurs ça n'aurait aucun sens puisque la particule elle même n'est pas localisé en un point . D'ailleurs je ne suis pas sur que ta phrase est un sens . On définit la probabilité pour que ton objet passe d'un état a un autre : ce n'est pas uniquement la position , mais l'état quantique de l'atome qui est en jeu .

    Ainsi , l'amplitude de probabilité pour aller d'un point A a un point B sera donné par la fonction d'onde . Mais elle n'est pas localisé : c'est comme si tu disait que la probabilité pour avoir pile ou face était localisé sur ta pièce . Les amplitudes de probabilité interfèrent effectivement mais elles ne sont pas localisé a proprement parlé .

    Bien sur j'expose ici ce que j'ai compris de la MQ , je suis trés trés loin d'en maitriser les notions , donc si ce que je dis est a cotés de la plaque j'accépte et même je désire me faire corriger !

  18. #14
    Sephi

    Re : Physique quantique : Bases svp

    L'amplitude de probabilité n'est pas définie en un point de l'espace, mais en tout point de l'espace : c'est une fonction de la position (celle-ci étant vue comme une variable aléatoire).

  19. #15
    charly

    Re : Physique quantique : Bases svp

    de position ou d'etat quantique de ce que tu veux ( changement de spin ect ... )

  20. #16
    Floris

    Re : Physique quantique : Bases svp

    Bonsoir à vous deux. Quand je disais qu'on la définit en un point, je voulais effectivement dire plutôt tout point de l'espace. Désolé je me suis mal exprimè en parlant de localisation de probabilité sa veux rien dire. Par conte, je si je saisit bien, dans une régio de l'espace on pourra définir une certaine dansité d'énergie non?
    Merci bien
    Seul les imbéciles sont bourrés de certitudes !

  21. #17
    Sephi

    Re : Physique quantique : Bases svp

    Citation Envoyé par charly
    de position ou d'etat quantique de ce que tu veux ( changement de spin ect ... )
    Ou surtout, de n'importe quel observable (quoique là je m'avance peut-être, on verra bien)

  22. #18
    swiffer

    Re : Physique quantique : Bases svp

    Bon j'ai bien aimé ton exemple de la pièce charly mais c'était en UN point de l'espace (si j'ai bien compris) et d'après séphi, c'est comme si on avait notre pièce qui se déplacait aléatoirement (ou bien selon une fonction?). Ai-je bien compris? :P
    "How are all things made for man?" Kepler

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  24. #19
    Sephi

    Re : Physique quantique : Bases svp

    Tu n'as pas bien compris, mais ce n'est pas en physique quantique qu'il faut chercher la réponse, c'est en probabilités Qu'est-ce qu'une amplitude de probabilité ?

  25. #20
    swiffer

    Re : Physique quantique : Bases svp

    Lol ok. Je crois que je vais abandonner pour ce soir . /apparté : Bonne nuit a tous /
    "How are all things made for man?" Kepler

  26. #21
    gatsu

    Re : Physique quantique : Bases svp

    Citation Envoyé par charly
    Ainsi , l'amplitude de probabilité pour aller d'un point A a un point B sera donné par la fonction d'onde . Mais elle n'est pas localisé : c'est comme si tu disait que la probabilité pour avoir pile ou face était localisé sur ta pièce . Les amplitudes de probabilité interfèrent effectivement mais elles ne sont pas localisé a proprement parlé .
    bonjour,

    L'amplitude de probabilité de présence est définie en tout point de l'espace mais lorsqu'on la fait agir dans (on va imaginer le temps positif) on obtient qui nous donne bien une amplitude de probabilité de présence en un point de l'espace à l'instant t. Pour cause, la grandeur représente bien la probabilité de présence de la particule dans un volume infinitésimal "entourant" le point .

    La notion de probabilité d'obtenir une valeur propre d'une observable donnée (l'energie par exemple ou bien le moment cinétique...) provient de l'ECOC (ensemble complet d'observables qui commutent). Lorsque l'on trouve toutes les observables qui commutent avec l'Hamiltonien du système, on cherche tous les vecteurs propres qui vérifient l'équation aux valeurs propres et qui sont en même temps vecteurs propres de chacun des opérateurs de l'ECOC.
    Ensuite on montre que l'ensemble de ces vecteurs constitue une base de l'espace de Hilbert considéré et ainsi, l'état peut être décrit comme une combinaison linéaire des vecteurs de base. Ceci montre que tu ne peux pas connaitre la probabilité d'obtenir la valeur propre d'une observable quelconque si cette observable n'appartient pas à l'ECOC, tu pourras peut être au mieux calculer la valeur moyenne de cette observable si tu connais sa représentation en par exemple.

    Je mets bien entendu également un bémol à ce que je viens de raconter car c'est seulement ce que je crois avoir compris en MQ donc...

  27. #22
    Ravaner

    Re : Physique quantique : Bases svp

    Cette fameuse fonction d'onde Broglienne est une fonction complexe de la position, du temps ( relativiste ) et de la fréquence ( voir Planck E=h * f ). La particule a une position, mais on ne peut la connaître qu'avec une précision donnée ( principe d'incertitude d'Heisenberg ) de même qu'on ne connaît son implusion ( donc son énergie ) qu'avec une précision donnée. En gros, observer un phénomène c'est interagir avec lui et donc observer un phénomène modifié, on connait soit la position soit l'energie mais jamais les deux en même temps avec une précision absolue ( très grande en pratique ). Ne jamais chercher à se représenter physiquement toutes ces notions, elles ne sont valables que dans le monde quantique et pas du tout dans notre univers macroscopique. Un exemple simple, celui de la superposition d'états, dans notre univers un individu est soit mort soit vivant, dans l'univers quantique il est à la fois un peu dans chacun des états ( voir chat d'Heisenberg ).

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