Peut-on faire roter un atome ?!

[invite231234]

Salut à tous !

Est-il possible de mettre en rotation un atome isolé ... et dans ces conditions, qu'est-ce qui tourne ? Le nuage électronique ou le noyau ?

Cordialement,
-----

[doul11]

Salut,

Jusqu’à l'échelle des molécules ça a une sens de parler de rotation, mais niveau de l'atome ?

[inviteaf48d29f]

Bonjour,

bien sûr qu'on peut faire tourner un atome. Les fonctions d'ondes des particules sont des fonctions spatiales, on peut leur appliquer une transformation temporelle qui vont les faire tourner.

Après pour ce qui concerne la méthode pour y parvenir c'est une autre affaire. Surtout si on veut faire tourner les électrons et le noyaux simultanément et, plus dur, dans le même sens.

[LPFR]

Bonjour.
Je ne pense pas qu'un atome tourne sur lui même. Si c'était le cas un atome d'un gaz monoatomique aurait 4 degrés de liberté et non 3, ce qui aurait des conséquences dans son comportement macroscopique.
Au revoir.

[A voir en vidéo sur Futura]

[doul11]

bien sûr qu'on peut faire tourner un atome. Les fonctions d'ondes des particules sont des fonctions spatiales, on peut leur appliquer une transformation temporelle qui vont les faire tourner.

Ça c'est la théorie, en théorie on peut faire tout ce que l'on veut, mais qu'en est-il en pratique : comment peut-on mesurer la rotation d'un atome ? il y a bien des moments cinétique en mécanique quantique, mais il me semblais avoir compris que ça n'a rien a voir avec une rotation classique ...

Si c'était le cas un atome d'un gaz monoatomique aurait 4 degrés de liberté et non 3, ce qui aurait des conséquences dans son comportement macroscopique.

Plutôt 6 degrés de liberté non ? 3 en rotation et 3 en translation.

[inviteccac9361]

Bonjour,

si l'atome est isolé.
Il ne subit aucune force gravitationelle, il n'est pas inclu dans un champ externe. Or ceci n'existe pas.

Admettons donc que ce soit un cas théorique.
Il n'existerait pour l'atome d'Espace-Temps que par lui-même.
Il n'aurais que des etats relativistes propres. Donc plus aucun effet relativiste qu'on lui prête n'existe dans ces conditions.
Le magnetisme cesse.

Je dirais qu'il vole en eclats.
Il se disloque. Le Big Rip avant l'heure pour notre pauvre atome.
Donc inutile de chercher à faire tourner un atome isolé.

Pseudo-isolé ?
Dans ce cas l'atome "tourne" déja, si on lui prete ce qualificatif.
On voudrait qu'il "tourne", plus vite encore ?
Mais dans quel sens ?

Sinon la methode simple:
Pour que l'atome "tourne" plus vite, il suffit de lui envoyer un photon. Un peu d'energie en plus, pas une deformation.
A la bonne longueur d'onde evidement.

[inviteccac9361]

Bonjour.
Je ne pense pas qu'un atome tourne sur lui même. Si c'était le cas un atome d'un gaz monoatomique aurait 4 degrés de liberté et non 3, ce qui aurait des conséquences dans son comportement macroscopique.
Au revoir.

Imparable.

Plutôt 6 degrés de liberté non ? 3 en rotation et 3 en translation.

On chipotte sur le nombre. ))

[invite231234]

Merci à tous !

Bonjour.
Je ne pense pas qu'un atome tourne sur lui même. Si c'était le cas un atome d'un gaz monoatomique aurait 4 degrés de liberté et non 3, ce qui aurait des conséquences dans son comportement macroscopique.
Au revoir.

En effet s'il n'y a pas de rotation, il ne reste que 3 degrés de liberté qui sont les 3 translations ...

Plutôt 6 degrés de liberté non ? 3 en rotation et 3 en translation.

3 en rotation, alors on peut faire roter un atome ???

@ +

[LPFR]

...
Plutôt 6 degrés de liberté non ? 3 en rotation et 3 en translation.

Re.
Je ne pense pas. Un objet ne peut tourner qu'autour d'un seul axe.
A+

[LPFR]

3 en rotation, alors on peut faire roter un atome ???
@ +

Re.
Vous avez oublié le conditionnel dans la phrase.
"Si on pouvait il aurait..."
Donc, c'est NON!
A+

[invite231234]

D'après ce lien : http://fr.wikipedia.org/wiki/Degr%C3...e_et_chimie%29

Il n'existe pas de rotation à un atome, donc LPFR aurait raison, j'aimerais donc bien que S321 se justifie !

[inviteccac9361]

Bonjour.
Je ne pense pas qu'un atome tourne sur lui même. Si c'était le cas un atome d'un gaz monoatomique aurait 4 degrés de liberté et non 3, ce qui aurait des conséquences dans son comportement macroscopique.
Au revoir.

Je maintient qu'un atome ne "tourne" pas sur un plan.
Il tourne partout, dans un sens ET dans l'autre.
C'est non usuel on est d'accord.

N'y aurait-il pas maniere de voir la chose en se disant qu'il tourne peut-être tellement rapidement, que parler du sens d'une rotation selon un plan, d'un plan, parait probabiliste depuis l'exterieur de l'atome ?

[invite231234]

bien sûr qu'on peut faire tourner un atome. Les fonctions d'ondes des particules sont des fonctions spatiales, on peut leur appliquer une transformation temporelle qui vont les faire tourner.

Après pour ce qui concerne la méthode pour y parvenir c'est une autre affaire. Surtout si on veut faire tourner les électrons et le noyaux simultanément et, plus dur, dans le même sens.

Tu veux dire que çà n'a jamais été fait en pratique ? Ou que c'est inobservable ???

[Amanuensis]

Re.
Je ne pense pas. Un objet ne peut tourner qu'autour d'un seul axe.
A+

Mais un axe a deux degrés de liberté (sa direction) et il y a la vitesse de rotation. Soit trois degrés au total.

On les retrouve dans les torseurs, qui décrivent les mouvements de corps solides : 6 dimensions.

[LPFR]

Mais un axe a deux degrés de liberté (sa direction) et il y a la vitesse de rotation. Soit trois degrés au total.

On les retrouve dans les torseurs, qui décrivent les mouvements de corps solides : 6 dimensions.

Re.
Je vous laisse responsable de votre façon de comptabiliser les dégrées de liberté, que je ne partage pas.
A+

[Amanuensis]

Re.
Je vous laisse responsable de votre façon de comptabiliser les dégrées de liberté, que je ne partage pas.
A+

Je vous laisse responsable de votre manière de répondre tout autant, mais me permet, en plus, de vous conseillez de consulter la littérature sur le sujet.

En physique du solide (torseur).

En aviation (roulis, lacet, tangage).

Groupe de Galilée.

Etc.

Je ne vous propose pas de liens, vous les trouverez tout seul.

[inviteccac9361]

Tu veux dire que çà n'a jamais été fait en pratique ? Ou que c'est inobservable ???

C'est peut-être un début de cet effet que l'on obtient avec une condensation de Boze-Eisntein, un gaz atomique ultrafroid ?
La "rotation" ou moment cinetique intrinseque serait moins energetique en quelque-sorte.
Un photon serait emis apres quelques tours, plutot que beaucoup plus. On aurait une vision stroboscopique de la matiere, des figures géometriques devraient apparaitre lorsque les atomes sont tres refroidis.

Vers 1925, Albert Einstein, en approfondissant une idée du physicien indien Satyendranath Bose, avait prédit que dans un gaz d’atomes identiques et sans interactions mutuelles, un étonnant phénomène devait se produire à basse température si la densité est suffisamment grande. D’après Einstein, si la longueur d’onde de De Broglie des atomes devenait du même ordre que les distances interatomiques (cette longueur d’onde est généralement beaucoup plus petite), alors une fraction importante des atomes devrait s'accumuler dans l’état fondamental de l'enceinte qui contient les atomes, c’est-à-dire dans le même état quantique d’énergie minimale. Cette « condensation » ne concerne pas n’importe quelles particules, mais uniquement les bosons, c’est-à-dire les particules dont le spin — le moment cinétique intrinsèque — est un multiple entier de la constante de Planck réduite h/(2p). Les autres particules, les fermions, dont le spin est demi-entier, ne peuvent subir la « condensation de Bose-Einstein » : un principe fondamental de la physique quantique, le « principe d’exclusion de Pauli », interdit à deux fermions identiques d’occuper le même état.

http://www.lkb.ens.fr/recherche/atfr...e-einstein.htm

[Amanuensis]

Sinon, pour le sujet même LPFR a raison (même s'il se trompe sur le nombre de degrés de liberté d'un solide).

Un atome à température ambiant n'a que trois degrés de liberté actifs, les trois en translation. Il ne "tourne" pas, et cela se traduit par des propriétés thermodynamiques (capacités thermiques par exemple).

Ces propriétés montrent que l'énergie thermique d'un gaz mono-atomique se distribue seulement sur trois degrés de liberté par atome, la vitesse de translation (un vecteur, trois composantes = trois degrés de liberté).

Une molécule di-atomique a plus de degrés de libertés (en rotation et en vibration), d'où des propriétés thermo différentes.

[Seirios]

Un atome à température ambiant n'a que trois degrés de liberté actifs, les trois en translation. Il ne "tourne" pas, et cela se traduit par des propriétés thermodynamiques (capacités thermiques par exemple).

Ces propriétés montrent que l'énergie thermique d'un gaz mono-atomique se distribue seulement sur trois degrés de liberté par atome, la vitesse de translation (un vecteur, trois composantes = trois degrés de liberté).

Une molécule di-atomique a plus de degrés de libertés (en rotation et en vibration), d'où des propriétés thermo différentes.

Si je comprends bien, cela ne signifie pas que les atomes ne tournent pas sur eux-mêmes (d'un point de vue classique ?), mais que les interactions entre les atomes n'ont pas d'influence sur cet état. C'est bien ça ?

[Amanuensis]

Si je comprends bien, cela ne signifie pas que les atomes ne tournent pas sur eux-mêmes (d'un point de vue classique ?), mais que les interactions entre les atomes n'ont pas d'influence sur cet état. C'est bien ça ?

Je pense qu'on peut le voir comme cela.

Mais cela implique que l'état en rotation reste dans l'état fondamental (pas d'échange d'énergie).

La question devient alors "peut-on dire qu'un atome isolé dans son état fondamental tourne ?".

Un atome comme l'hélium 4 en état fondamental est totalement symétrique (spins opposés deux par deux par exemple), et je ne vois pas trop comment on peut parler de rotation.

Pour un atome d'hydrogène, cela est plus compliqué.

Mais il me semble qu'en l'absence de toute source de "dissymétrisation" venant de l'extérieur (champ magnétique), les fonctions d'onde seront à symétrie sphérique, par superposition de toutes les orientations de spin possible. Pas d'axe privilégié => impossibilité de parler de rotation.

Même avec le bore et au-dessus, la superposition des orbitales va donner une symétrie sphérique, non ?

[invite231234]

Et les microétats accessibles ???

Bon, j'dois retourner dans mon hôpital ...

[invite231234]

Je pense qu'on peut le voir comme cela.

Mais cela implique que l'état en rotation reste dans l'état fondamental (pas d'échange d'énergie).

La question devient alors "peut-on dire qu'un atome isolé dans son état fondamental tourne ?".

Un atome comme l'hélium 4 en état fondamental est totalement symétrique (spins opposés deux par deux par exemple), et je ne vois pas trop comment on peut parler de rotation.

Pour un atome d'hydrogène, cela est plus compliqué.

Mais il me semble qu'en l'absence de toute source de "dissymétrisation" venant de l'extérieur (champ magnétique), les fonctions d'onde seront à symétrie sphérique, par superposition de toutes les orientations de spin possible. Pas d'axe privilégié => impossibilité de parler de rotation.

Même avec le bore et au-dessus, la superposition des orbitales va donner une symétrie sphérique, non ?

Bonsoir Amanuensis,

Mon frère m'a proposé ceci : si on met un atome de H dans un champs magnétique, son nuage électronique devrait s'en trouver modifié, ... n'est-ce pas la même chose que s'il subissait une rotation ?
Un axe devrait apparaître, non ?

[coussin]

Dans un champ EM, bien sûr… Il va y avoir des forces supplémentaires agissant sur l'électron. On peut, pourquoi pas, assimiler ces forces supplémentaires à une rotation dans certains cas.

Mais c'est à mon sens différent d'une rotation « en bloc » comme le laissait entendre ta question initiale…

[invite231234]

Salut à tous !

Est-il possible de mettre en rotation un atome isolé ... et dans ces conditions, qu'est-ce qui tourne ? Le nuage électronique ou le noyau ?

Cordialement,

J'ai mis en gras le point de désaccord.

Dans un champ EM, bien sûr… Il va y avoir des forces supplémentaires agissant sur l'électron. On peut, pourquoi pas, assimiler ces forces supplémentaires à une rotation dans certains cas.

Mais c'est à mon sens différent d'une rotation « en bloc » comme le laissait entendre ta question initiale…

[Amanuensis]

J'ai mis en gras le point de désaccord.

Que ce soit le nuage électronique ou le "nuage de quarks", la difficulté est la même, elle est qu'on ne peut pas considérer ces "machins-là" comme des solides.

La notion de translation garde un sens à cette échelle parce qu'on peut parler d'un centre de masse, mais pour parler de rotation "facilement" faudrait une sorte de structure rigide et qu'on puisse parler de son orientation.

Les notions qui s'en rapprochent le plus sont celle de moment cinétique orbital et celle de spin. Cela s'applique aussi bien au nuage électronique qu'au noyau.

[invite231234]

Oui, d'accord.

Je vois que l'on peut parler de L'opérateur de moment cinétique total noté qui est la somme vectorielle de l'opérateur de moment cinétique orbital noté et de l'opérateur de spin (moment cinétique intrinsèque) noté avec :



L'opérateur de moment cinétique total n'est-il pas une "sorte" de rotation de l'atome ?

[doul11]

L'opérateur de moment cinétique total n'est-il pas une "sorte" de rotation de l'atome ?

La même "sorte" que la rotation d'un électron autour de l'atome ? cela me semble plutôt trompeur et j'ai du mal a voir la rotation d'un objet dont la position est décrite par une densité de probabilité, c'est la même chose pour le spin qui est souvent décrit vulgairement comme une toupie qui tourne sur elle même ... les analogies classique / quantique montrent vite leur limites, je me demande si ces analogies ont seulement un sens ?

[invite6754323456711]

les analogies classique / quantique montrent vite leur limites, je me demande si ces analogies ont seulement un sens ?

Il semble apparaître des différences fondamentales En physique macroscopique les probabilités sont conçues comme l’effet de l’ignorance de ‘détails’ qui en principe sont connaissables alors que dans l’entière microphysique, les descriptions probabilistes sont primordiales.

Il en va de même de la mutation que subit le concept classique de ‘propriété préexistante de’

Patrick

[invite231234]

Bonjour à toutes et tous,

Donc je peux conclure que le concept de rotation ne fait pas sens en MQ.

[invite231234]

J'aimerais avoir votre avis sur cette conclusion :

La liaison électronique en augmentant le nombre de degrés de liberté favorise l'accès à des microétats supplémentaires ce qui accroît l'entropie ... cependant un système trop lié perd des degrés de liberté, donc son entropie doit également diminuer (comme un cristal), non ?