Mécanique quantique, vitesse d'une particule.

[invite0a82d5f9]

Bonjour à tous,

Et merci d'avance pour votre attention.
Je ne m'y connais pas beaucoup en science et m'excuse si ma question a déjà été posé, ou si elle tombe sous le sens pour des scientifiques accomplis.

Je m'intéresse depuis quelques temps à la mécanique quantique, et je ne comprends pas comment les scientifiques font expérimentalement pour connaitre la vitesse d'une particule, vu qu'ils ne peuvent pas connaitre sa position et sa vitesse simultanément.

En effet pour moi la vitesse se mesure bêtement avec un chronomètre que l'on actionne lorsqu'un corps parcourt une distance.
Donc si on ne peut pas connaitre la position d'une particule et sa vitesse simultanément, c'est donc que l'on ne peut pas observer le trajet de la particule, et donc que l'on est obligé de mesurer sa vitesse autrement qu'avec un chronomètre ...

Ma question est, comment faites vous ?
Vous pouvez mesurer sa fréquence ? Son énergie ? Avec quels outils ?

Quels sont les moyens qui vous permettent concrètement de mesurer sa vitesse ?

Merci d'avance à tous ceux qui prendront la peine de me répondre,
Et Joyeuse année 2012 à vous.
: )
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[philou21]

vu qu'ils ne peuvent pas connaitre sa position et sa vitesse simultanément.

Bonne année également !
bon, faut pas exagérer avec ça non plus, il s'agit la plupart du temps d'une simple incertitude sur la vitesse et la position. Dans les anciennes télé (tube cathodique) les électrons arrivaient à un moment précis sur l'écran (autrement bonjour l'image ...).
En général, c'est l'énergie de l'électron qu'on mesure (1/2mv² pour un électron non relativiste) ce qui permet, connaissant la masse, d'en déduire v.

[invite0a82d5f9]

Merci Philou !

Mesurer l'énergie est donc le seul moyen pour connaitre la vitesse de la particule ? Quel instrument peut on utiliser pour qu'il ne perturbe pas le système ?

Il y a une question liée à tout ça que j'ai du mal à conceptualiser .... On parle souvent de vitesses s'élevant à plusieurs centaines de milliers de kilomètres/seconde pour les particules.
Ca veut dire, que si les particules qui composent mon corps n'étaient plus soumises à leurs interactions habituelles, elles partiraient à des vitesses aussi grandes ?
Comment explique t-on que les particules aient une vitesse " naturelle " ?

: )

[gatsu]

Bonjour à tous,

Et merci d'avance pour votre attention.
Je ne m'y connais pas beaucoup en science et m'excuse si ma question a déjà été posé, ou si elle tombe sous le sens pour des scientifiques accomplis.

Je m'intéresse depuis quelques temps à la mécanique quantique, et je ne comprends pas comment les scientifiques font expérimentalement pour connaitre la vitesse d'une particule, vu qu'ils ne peuvent pas connaitre sa position et sa vitesse simultanément.

En effet pour moi la vitesse se mesure bêtement avec un chronomètre que l'on actionne lorsqu'un corps parcourt une distance.
Donc si on ne peut pas connaitre la position d'une particule et sa vitesse simultanément, c'est donc que l'on ne peut pas observer le trajet de la particule, et donc que l'on est obligé de mesurer sa vitesse autrement qu'avec un chronomètre ...

Ma question est, comment faites vous ?
Vous pouvez mesurer sa fréquence ? Son énergie ? Avec quels outils ?

Quels sont les moyens qui vous permettent concrètement de mesurer sa vitesse ?

Merci d'avance à tous ceux qui prendront la peine de me répondre,
Et Joyeuse année 2012 à vous.
: )

Salut,

Pour un faisceau linéaire de particules chargées, une manière que je vois pour mesurer la vitesse du faisceau sans vraiment se soucier de l'aspect particulaire (même si c'est lié) c'est de le faire passer dans un champ magnétique uniforme (qu'on allume si on veut mesurer et qu'on éteint si on faire des collisions ou que sais-je). La déflexion observée sera reliée à la vitesse des particules dans le faisceau (on profite ici aussi du fait que le champ magnétique ne travaille pas et donc ne modifie pas l'energie cinétique du faisceau).

Pour ce qui est des relations d'Heisenberg, il est important de rappeler qu'on peut -en principe- mesurer précisément la position et la vitesse d'une particule (de telle sorte que le produit de la précision sur l'impulsion et la position soit plus petit que la constante de Planck) mais c'est la dispersion statistique des résultats mesurés qui ne peut pas être plus petite que h.

Quand on fait le calcul c'est extremement clair, c'est une variance qu'on calcule pas une précision sur une mesure unique.

[A voir en vidéo sur Futura]

[gatsu]

Il y a une question liée à tout ça que j'ai du mal à conceptualiser .... On parle souvent de vitesses s'élevant à plusieurs centaines de milliers de kilomètres/seconde pour les particules.

Désolé pour les multiples posts.
Cette "affirmation" n'est pas générale et concerne uniquement les particules à hautes énergies autrement dit dans les collisions au CERN et consors et les astroparticules.

Ca veut dire, que si les particules qui composent mon corps n'étaient plus soumises à leurs interactions habituelles, elles partiraient à des vitesses aussi grandes ?

Ce n'est pas clair, il faudrait définir plus clairement ce que tu appelles "particule". Mais pour l'anecdote on arrive maintenant à faire des atomes froids comme le rubidium par exemple qui vont à 6 mm/s alors qu'à température ambiante ces atomes vont plutot à 300 m/s (reference wiki).

Comment explique t-on que les particules aient une vitesse " naturelle " ?

De manière générale, il n'y a pas de vitesse naturelle pour des particules massives. Les seules particules qui ont une vitesse naturelle sont les photons (les grains de lumière) qui n'ont pas de masse et vont directement à la vitesse de la lumière.

[invite0a82d5f9]

Bonjour Gatsu,

Bonne année et merci pour votre réponse : ),

Si j'ai bien compris
"Pour ce qui est des relations d'Heisenberg, il est important de rappeler qu'on peut -en principe- mesurer précisément la position et la vitesse d'une particule (de telle sorte que le produit de la précision sur l'impulsion et la position soit plus petit que la constante de Planck) mais c'est la dispersion statistique des résultats mesurés qui ne peut pas être plus petite que h.

Quand on fait le calcul c'est extremement clair, c'est une variance qu'on calcule pas une précision sur une mesure unique."

Ca signifie, qu'on a les outils pour mesurer précisément la vitesse et la position simultanément, mais que l'objet qu'on mesure n'est pas assez " défini " pour avoir une vitesse et une position précise ?
Et que la mesure précise d'une position, entraînera toujours un choix de vitesse multiple, et vice versa, non pas parce que nos outils de mesure ne permettent pas de le mesurer, mais parce que c'est inhérent à la nature de la particule ?

"Au fond..la musique si on la prend note par note c'est assez nul". Geluck .... = Je suis assez d'accord, dommage que l'analyse musicale n'en tienne pas suffisamment compte.

[gatsu]

Ca signifie, qu'on a les outils pour mesurer précisément la vitesse et la position simultanément, mais que l'objet qu'on mesure n'est pas assez " défini " pour avoir une vitesse et une position précise ?
Et que la mesure précise d'une position, entraînera toujours un choix de vitesse multiple, et vice versa, non pas parce que nos outils de mesure ne permettent pas de le mesurer, mais parce que c'est inhérent à la nature de la particule ?

Oui ça me semble correct dit comme ça.