comment la MQ a résolu le pbe de stabilité des atomes ?

[pcpc]

bonjour à tous, je sais qu'il y a eu plusieurs fils concernant la question posée dans le titre mais je ne trouve pas de réponses claires.
Ma question est donc simple: comment la MQ a résolu le problème de l'électron qui devrait s'écraser sur le noyau. Je ne vois pas en quoi le pricipe de Heisenberg intervient; si 'jai bien compris, il dit que plus on connaît précisément la position, moins on connaît précisément l'impulsion et donc.... le rapport avec la stabilité des atomes ?
Merci d'avance
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[invite6dffde4c]

Bonjour.
Ce n'est pas la mécanique quantique qui à donné un modèle atomique plausible, mais la mécanique ondulatoire. L'électron dans un atome n'est pas considéré comme une bille qui tourne autour du noyau, mais plutôt comme une onde stationnaire dans une cavité.
C'est le modèle de de Broglie, un peu amélioré avec le temps, qui est le modèle accepté.
Le modèle de Bohr a disparu de la physique dans les années 1924, précisément avec l'apparition du modèle ondulatoire.
Au revoir.

[pcpc]

merci de me répondre.
donc en fait le "problème" du rayonnement de l'électron disparaît lui-même lorsque l'on n'applique plus le modèle en orbite ? Pourtant, il est mentionné dans beaucoup de cours que ce sont les relations d'Heisenberg qui répondent à ce problème...

[pcpc]

ou autrement dit, en quoi les inégalités de Heisenberg permettent de répondre au problème de la stabilité de l'atome et du non effondrement de l'é sur le noyau ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[albanxiii]

Bonjour,

Les relations d'incertitude de Heisenberg disent que , donc on peut dire qu'en gros si l'électron s'éffondre sur le noyau, il sera parfaitement localisé, et donc l'incertitude sur son moment linéaire (quantité de mouvement pour les enfants ) devient infinie. Cela veut dire qu'il peut partir dans n'importe quelle direction avec une vitesse "infinie". Et donc, il ne sera plus localisé.

C'est une explication "avec les mains", on peut trouver à redire si on est puriste, mais l'idée est là.

[pcpc]

oui, je comprends ton explication mais pour moi, c'est une explication par la contradiction càd qu'on prend le cas où l'électron s'effondre et on montre qu'on arrive à une contradiction donc l'é ne peut pas s'effondrer mais on n'explique pas vraiment pourquoi ... mais je ne sais pas trop si l'explication que je recherche existe ...

[doul11]

Bonsoir,

Il n'y a pas de problème de stabilité des atome : il sont stable c'est un constat expérimental, si il y a un problème c'est avec les théories qui ne sont pas en accord avec ce constat.

[pcpc]

je suis tout à fait d'accord d'où ma première question: est-ce en adoptant le modèle probabiliste que disparaît le "problème de l'é écrasé sur noyau" qui s'était posé dans le modèle de Bohr ? Et si oui, pourquoi dit-on que le principe d'incertitude intervient dans l'explication ?

[albanxiii]

Bonjour,

mais je ne sais pas trop si l'explication que je recherche existe ...

C'est la réponse de doul11 qu'il vous faut dans ce cas là. En physique c'est l'expérience qui détermine tout. On constate expérimentalement que les atomes sont stables. Fin de l'histoire.

Ce que j'ai essayé de faire c'est de vous faire comprendre comment des principes physiques tirés d'une multitude d'expériences reliées ou non aux atomes et leur stabilité permet de comrendre cette stabilité. En fait, on retrouve cette stabilité à partir des principes de la mécanique quantique. Aucun de ces principe ne dit "l'atome est stable", et pourtant on retrouve ce fait à partir de la théorie.

Et si vous trouvez que mon explication est un peu légère, l'étape suivante est de résoudre l'équation de Shrödinger pour l'atome d'hydrogène. Dans ce cas là, la stabilité s'expliquie par le fait que l'énergie ne peut prendre qu'un certain nombre de valeurs discrètes. Comme l'énergie d'un électron qui s'effondre sur un noyau varie continuement, cette situation est impossible dans la théorie quantique.

[pcpc]

OK, merci c'est quand même plus clair, la seule chose que je n'arrive pas à relier au reste, c'est le rayonnement de l'électron. DAns le modèle quantique, on peut quand même dire que l'électron rayonne, non ? Et donc, comment on s'en sort vu qu'effectivement, comme tu l'as dit, les énergies sont quantifiées ?

[curieuxdenature]

Bonjour pcpc

le rayonnement de l'électron apparait lors d'une accélération, c'est l'hypothèse d'une orbite circulaire qui se trouve alors incompatible avec la réalité.
La mécanique quantique évite de supposer cette trajectoire, l'électron va se trouver dans le voisinage du noyau sans qu'on puisse le localiser avec précision.
A cet emplacement il ne peut plus émettre d'énergie (comme quand il se trouve bien plus loin) parce que les échanges sont quantifiés, il est au maximum de ses capacités.

Ensuite, la raison qui fait que l'électron ne se combine pas au proton est due au simple fait qu'un tel ensemble ne correspond à aucune autre particule élémentaire.
Le neutron, par exemple, n'est pas l'assemblage P+é mais est un assemblage de 3 quarks.

[invite6dffde4c]

OK, merci c'est quand même plus clair, la seule chose que je n'arrive pas à relier au reste, c'est le rayonnement de l'électron. DAns le modèle quantique, on peut quand même dire que l'électron rayonne, non ? Et donc, comment on s'en sort vu qu'effectivement, comme tu l'as dit, les énergies sont quantifiées ?

Bonjour.
Et dans le monde analogique aussi. Le rayonnement de l'antenne de votre téléphone portable est dû à l'accélération des électrons qui circulent dans l'antenne.
Au revoir.

[pcpc]

merci curieuxdenature (et aux autres aussi !), c'est ce que je pensais aussi : le problème du rayonnement de l'électron était "résolu" à partir du moment où on ne parlait plus de trajectoire, ce que fait la MQ et donc ce que je ne comprenais pas, c'est que dans ce que je lisais, à aucun moment ce n'était mentionné clairement. Pour moi, plus ne notion de trajectoire--> plus d'accélération --> plus de problème de rayonnement.

[invitef17c7c8d]

Bonjour,

Les relations d'incertitude de Heisenberg disent que , donc on peut dire qu'en gros si l'électron s'éffondre sur le noyau, il sera parfaitement localisé, et donc l'incertitude sur son moment linéaire (quantité de mouvement pour les enfants ) devient infinie. Cela veut dire qu'il peut partir dans n'importe quelle direction avec une vitesse "infinie". Et donc, il ne sera plus localisé.

C'est une explication "avec les mains", on peut trouver à redire si on est puriste, mais l'idée est là.

J'y crois pas! Alban qui donne une bonne réponse et en plus imagée! Vous faites des progrès. Finalement le travail finit toujours par payer.

Oui, il y a une interaction (électrostatique) entre le noyau et l'électron. C'est un potentiel central de type Coulombien.

La position de l'électron doit être telle que l'énergie totale (énergie cinétique + énergie potentielle) de l'électron soit minimale.
L'application de la physique classique dit que cette position doit se situer au niveau de noyau.
Ce qui est faux bien sur et effectivement ce sont les relations d'Heisenberg qui permette de rectifier le tir.
Par contre ce que ne dit pas Alban (car il n'a peut-être pas saisi) c'est que l'incertitude sur l'impulsion entraine aussi que l'électron a une énergie cinétique aléatoire infinie. Il faut donc augmenter l'incertitude sur la position pour diminuer l'énergie cinétique erratique de l'électron.

[albanxiii]

Finalement le travail finit toujours par payer.

Vous qui rechignez à tout effort et le revendiquez haut et fort sur ce forum, vous avez ouvert un dictionnaire pour comprendre la signification de ce mot ?

l'incertitude sur l'impulsion entraine aussi que l'électron a une énergie cinétique aléatoire infinie

Bêtement, je pensais que (latex me bouffe ma formule : Ek = p^2/2m).

Pouvez-vous détailler cette phrase et sa signification ? Quelle est la différence entre l'énergie cinétique et l'énergie cinétique aléatoire ?