onde de Broglie

[Christian Arnaud]

Bonjour à tous,

1)Dans Wikip, à l'article atome d'hydrogène je trouve : "Dans l'atome d'hydrogène où la vitesse des ondes de de Broglie est fonction du potentiel électrostatique du noyau,"
quelqu'un peut-il infirmer ou confirmer en donnant des détails ? (ou un lien )

2)Autre point : dans l'historique de la MQ on trouve souvent (internet, lttérature)entre de Broglie et Heisenberg, la confirmation de l'orbite fondamentale de l'hydrogène proposée par Bohr à travers l'onde de Broglie en suivant le raisonnement : l'onde associée à l'électron doit être stable, et donc, sa trajectoire circulaire doit être un multiple entier de la longueur d'onde !! mais comment une onde , fût elle de masse,peut-elle suivre un chemin circulaire ?? à moins que celà ne soit lié à la présence du noyau et à la question précédente

3) comment cette onde (celle que de Broglie propose)s'entretient-elle?
où puise-t-elle son énergie ? svp, ne me dites pas que la MQ a été inventée pour ça on est en 1923, avant Heisenberg et SCHRödinger

Merci , bon dimanche, et n'oubliez pas de changer d'heure
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[LPFR]

Bonjour.
Pour la 1, je n'en sais rien. Ça me surprend.

Pour la 2, il est vrai que les premiers dessins de de Broglie comportent une "sinusoïde" qui tourne le long d'une orbite circulaire. Ce qui ne tient pas début.
En fait, dans la mécanique ondulatoire actuelle, les ondes en question ne sont pas des ondes progressives (comme celle de de Broglie) mais de modes, comme ceux d'une cavité.
3 - Les ondes de de Broglie, comme les modes, n'ont besoin de rien pour les entretenir car elles n'ont pas des pertes. La seule condition pour l'onde tournante de de Broglie est qu'elle "ne se marche pas sur la queue" en faisant le tour et qu'elle soit donc en phase avec le morceau qu'elle joint au bout d'un tour. Mais cette condition est très similaire à celle d'un mode propre d'une corde de guitare ou d'une flute, il faut que l'onde soit en phase après avoir fait un aller et retour.
Au revoir.

[curieuxdenature]

3) comment cette onde (celle que de Broglie propose)s'entretient-elle?
où puise-t-elle son énergie ? svp, ne me dites pas que la MQ a été inventée pour ça on est en 1923, avant Heisenberg et SCHRödinger

Bonjour

C'est justement par le constat que cette 'trajectoire' ressemble à une onde stationnaire qui ne s'affaiblit jamais que la MQ est née.
Mais ce n'était qu'un fait parmi tant d'autres.
L'onde est un modèle qui ne tient pas parce qu'on sait comment se comporte une charge électrique tournante, elle rayonne, de ce fait un atome composé d'un noyau positif entouré d'électrons tournant n'existerait pas suffisamment longtemps pour que cet univers existe. Si ce modèle ne convenait pas, il fallait une autre explication.

La réponse qu'apporte la MQ décrit les 'marches d'escaliers' que sont les échanges d'énergies, avec le fait que la 'marche' zéro n'existe même pas, il n'y a rien en dessous de la 1ere marche. (cela tombe sous le sens, sinon il y aurait fusion indiscernable)

Je ne sais pas si je suis assez clair, alors en exemple pratique, je citerais la marche n°1 qui caractérise la liaison proton-électron qui a pour valeur 13.6 eV, la marche n°2 qui est située à 10.2 eV, la 3 à 12.09 eV et ainsi de suite.
Et bien la relation qui décrit ces états bien précis est en opposition flagrante avec un électron en rotation, auquel cas on aurait une infinité de solutions, ce qu'on n'observe évidemment pas.

[curieuxdenature]

au lieu de marche n°1 il faut lire n° infini.
je me suis un peu emmêlé avec les n° de marches là...

[A voir en vidéo sur Futura]

[Christian Arnaud]

Bonjour.
La seule condition pour l'onde tournante de de Broglie est qu'elle "ne se marche pas sur la queue" en faisant le tour et qu'elle soit donc en phase avec le morceau qu'elle joint au bout d'un tour.
Au revoir.

bonjour LPFR et merci d'intervenir

est-ce que ce n'est pas contradictoire avec le point 2)? (on retombe sur l'idée de "trajectoire" circulaire ou d'onde tournante (

@+

[LPFR]

bonjour LPFR et merci d'intervenir

est-ce que ce n'est pas contradictoire avec le point 2)? (on retombe sur l'idée de "trajectoire" circulaire ou d'onde tournante (

@+

Bonjour.
Bien sur que la trajectoire circulaire est absurde. Mais dire que le nombre d'oscillations dans un tour doit être entier est exactement la même chose de dire qu'il ne faut pas "qu'elle se marche sur queue".
Il ne faut pas s'attarder sur les ondes telles que de Broglie les imagina. C'était une bonne idée de départ qui a été, heureusement, améliorée.

Histoire de vous compliquer la vie un peu plus: avez vous remarqué que en mécanique quantique on parle d'ondes sans jamais se préoccuper de quelle onde il s'agit? La définition classique d'onde "perturbation d'un milieu, qui se déplace", n'a pas cours ici. Il n'y a pas de milieu et on ne sait pas de quel type de perturbation on parle. On ne se préoccupe que du carré de l'amplitude qui donne la densité de probabilité de trouver la particule.
Au revoir.

[Christian Arnaud]

La définition classique d'onde "perturbation d'un milieu, qui se déplace", n'a pas cours ici. Il n'y a pas de milieu et on ne sait pas de quel type de perturbation on parle. On ne se préoccupe que du carré de l'amplitude qui donne la densité de probabilité de trouver la particule.
Au revoir.

Oui, c'est vrai, mais ça ne me gêne pas cependant, j'ai été étonné de lire que Schrödinger n'a pas donné cette signification lui même à l'onde de sa fonction, mais que c'est seulement 3 ans plus tard (en 1929 donc et peut-être par Born, Jordan et un troisième me semble-t-il)

Par ailleurs j'ai tardé un peu pour cette réponse, car ces pensées me taraudaient et je me suis donc replongé dans la thèse de Broglie (1924) :http://http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/04/70/78/PDF/tel-00006807.pdf; un grand moment de fraicheur
En reprenant les numéros de page de la thèse :

p58 : la vitesse de l'onde dépendant du potentiel

p45 et 46 : la trajectoire fermée de l'onde

p79 : vitesse de l'onde de phase plus grande que c

p89 : émission stimulée avant l'heure

et en prime des réponses à une ancienne question que j'avais posée ici-même sur le principe de moindre action avec les reprises de Maupertuis pur et Maupertuis corrigé Hamilton

au revoir

[Christian Arnaud]

Bonjour


La réponse qu'apporte la MQ décrit les 'marches d'escaliers' que sont les échanges d'énergies, avec le fait que la 'marche' zéro n'existe même pas, il n'y a rien en dessous de la 1ere marche. (cela tombe sous le sens, sinon il y aurait fusion indiscernable)

Bonjour curieuxde nature et merci d'avoir pris le temps de répondre
j'ai un peu traîné, l'explication est ci-avant

désolé, mais je n'adhère pas à ce propos
les niveaux d'énergie quantifiés de l'atome datent du modèle de Bohr, soit environ 10 ans avant la MQ, même si cette dernière les a validés ou retrouvés

@+

[curieuxdenature]

Bonjour Christian Arnaud

ce que je voulais dire était que la MQ incluait les états quantiques alors que le modèle de Bohr ne faisait que les décrire sans expliquer pourquoi la rotation de l'électron ne finissait pas par s'effondrer sur le noyau.
L'onde de Louis de Broglie n'explique pas non plus l'état quantique n°1 d'une orbitale électronique, et la MQ a bien remis de l'ordre dans tout ça.
C'était sur ce point là que je répondais : "svp, ne me dites pas que la MQ a été inventée pour ça", parce que, si, elle a été développée pour ça, après l'époque de Bohr-Sommerfeld en 1925 on parlait plutôt de mécanique ondulatoire.
L'impasse a débouchée sur la fameuse onde de probabilité dont parlait LPFR et c'est cette interprétation qui a eu l'avantage grâce à Heisenberg puis à Schrödinger.
La mécanique ondulatoire était UNE mécanique quantique, c'est seulement avec Dirac en fin 1929 que les solutions à énergie négative imposent l'idée de l'antimatière, et le départ de la théorie quantique des champs, une synthèse des ondes et des corpuscules.
En somme de même que les photons sont les quanta du champ EM, chaque particule peut être associée à un champ, ce qui en fait le quantum de ce champ. Ce n'est pas une idée qui s'est imposée en une année...
Voilà en gros ce que j'ai cru comprendre de l'historique de la MQ.

[Christian Arnaud]

et le départ de la théorie quantique des champs, une synthèse des ondes et des corpuscules.
En somme de même que les photons sont les quanta du champ EM, chaque particule peut être associée à un champ, ce qui en fait le quantum de ce champ. Ce n'est pas une idée qui s'est imposée en une année...
Voilà en gros ce que j'ai cru comprendre de l'historique de la MQ.

bonjour CurieuxdeNature

c'est aussi ce que j'ai imprimé cependant, pour être franc, ce concept de champ de la particule, associé à des opérateurs de création et d'annihilation, n'est pas très convaincant certes il fournit un arsenal mathématique super efficace, mais sans fournir aucune explication physique c'est un peu comme lorsque dans les circuits oscillants, on passe en notation complexe : les calculs sont énormément raccourcis grâce à l'outil mathématique mais on a perdu contact avec la réalité, on est en plein imaginaire (c'est le cas de le dire). Bref, je suis assez d'accord avec l'astrophysicien Christian Magnan quand il dit que la quantique est une construction formidable et qui se tient très bien, mais qui ne repose sur rien
ceci dit, c'est passionnant

[stefjm]

c'est un peu comme lorsque dans les circuits oscillants, on passe en notation complexe : les calculs sont énormément raccourcis grâce à l'outil mathématique mais on a perdu contact avec la réalité, on est en plein imaginaire (c'est le cas de le dire).

Juste sur ce point que je comprends mal.
Pour moi, le modèle complexe est bien plus intuitifs que le modèle réel, car justement bien plus facile à manipuler.

Je ne vois pas trop ce que tu veux dire par "perte de contact avec la réalité".

[coussin]

Et c'est reparti pour un tour…

[Christian Arnaud]

Juste sur ce point que je comprends mal.
Pour moi, le modèle complexe est bien plus intuitifs que le modèle réel, car justement bien plus facile à manipuler.

Je ne vois pas trop ce que tu veux dire par "perte de contact avec la réalité".

bonjour stefjm )

je voulais dire que l'outil mathématique était formidable, en tant que recette de calcul ; cependant si une variation du problème survenait (un élément rajouté dans les circuits par exemple) il fallait abandonner l'outil complexe et revenir à des équations réelles classiques mais robustes et avec le support éventuel de l'oscilloscope.
en quantique, ça va pour la MQ dès lors qu'on accepte de travailler essentiellement sur des amplitudes de probabilités et quelques règles simples d'addition et de produit ; ça reste presque concret, et on la visualise assez bien cette amplitude (vecteur ou flèche ou aiguille de réveil)En revanche , pour la théorie quantique des champs, on surf sur des concepts mathématiques (algèbre linéaire, théorie des symétries et des groupes) qui viennent un peu comme des cheveux sur la soupe(de la densité lagrangienne aux groupes de Poincaré et algèbre de LIE) en ne revenant que rarement au concret et sans percevoir la finalité du raisonnement
par ailleurs, désolé d'avoir trainé à répondre, mais j'étais parti une semaine au soleil de Perpignan.
@+

[doul11]

Bonsoir,

je voulais dire que l'outil mathématique était formidable, en tant que recette de calcul ; cependant si une variation du problème survenait (un élément rajouté dans les circuits par exemple) il fallait abandonner l'outil complexe et revenir à des équations réelles classiques mais robustes et avec le support éventuel de l'oscilloscope

aurais-tu un exemple précis ?

En revanche , pour la théorie quantique des champs, on surf sur des concepts mathématiques (algèbre linéaire, théorie des symétries et des groupes) qui viennent un peu comme des cheveux sur la soupe(de la densité lagrangienne aux groupes de Poincaré et algèbre de LIE) en ne revenant que rarement au concret et sans percevoir la finalité du raisonnement

La théorie quantique des champs ça a donné la théorie la plus aboutie et la plus exacte a ce jour : le modèle standard et en particulier l'électrodynamique quantique, mais a part ça rien de concret ...

[Christian Arnaud]

Bonsoir,

La théorie quantique des champs ça a donné la théorie la plus aboutie et la plus exacte a ce jour : le modèle standard et en particulier l'électrodynamique quantique, mais a part ça rien de concret ...

bonjour doul11)

oui, c'est une phrase toute faite que l'on trouve très souvent en préambule des ouvrages traitant du sujet, sauf chez S. Hawkings qui prétend, chiffres à l'appui, que c'est la Relativité Générale la plus précise
c'est vrai, que si j'avais à expliquer à des lycéens les expériences de double fente avec des particules ou des molécules, je crois que je dirais ça en préambule histoire d'éviter une flopée de "mais ...."
mais tu avais noté que je critiquais les ouvrages qui en parlent, et non pas la théorie elle-même d'ailleurs tu as peut-être un ouvrage limpide à me conseiller sur ce sujet de la quantique des champs ?
@+