bonsoir tout le monde...
c'est ma premiere participation, et j'espere une enorme efiicacite..
un concept que je n'arrive pas a bien comprendre et atteindre une simulation dans ma tete!! c'est le concept du "POTENTIEL"..et surtout en mecanique quantique , (barriere de potentiel)..
Merci pour vous , si vous avez une reponse...
cordialement..
Je ne suis pas un expert. Mais je trouve que la question n'est pas facile.
Potentiel en mécanique quantite. Il est clair qu'il me semble que cela différenre. En mécaniqie Newtonnienne le potentiel est l'énergie disponible et si j'ai bien compris il ressemble a Masse*vitesse(constante ou en accéleration)+ les effet de gravitation. Il me semble donc que la notion de potentiel en physique quantite intégre les mêmes composants qu'en physique classique. Mais que la notion de gravitation a été échangé contre la notion d'interaction éléctromagnétique. Je pense que tout cela est du au fait que la physique quantite permet q'une énergie puisse ne pas avoir de masse. Et que les force eléctromagnétique sont de toute maniére beaucoup plus attractive que la force gravitationnel. Ceux qui voudrait dire que le potentiel varie d'une pensée a une autre.
Ce qui me semble parfois étrange. La matiére est elle conposer différement au niveau microscopique et macroscopique. En tout cas il me semble qu'il y ai une différence de potentiel entre les deux approche. puisque les forces de gravitaition et électrmagnétique sont différentes.
Je reconnais qu'il est beaucoup plus facile. de percevoir des différence de potentiel au niveau atomique qu'a niveau macroscopique. puisqu'au niveau atomique nous avons des particules élémentaire alors qu'au niveau macroscopique n'autre approche est en fonction de la masse est l'ont considére toujours qu'elle a une charge neutre. Donc que les forces électromagnétique interagissent uniquement a l'intérieur des masses. Ce qui a mon avis et faux.
M'enfin J'assaye de diriger la conversation sur cette différence de potentiel entre les deux approche de la physique. Le barriére de potentiel ressemblerais pour moi a la barriére qu'il y a entre l'approche classique et quantite.
J'espere que cela ne change en rien le sujet de départ. Cela permet juste de determiner dans un premier temps la notion de potentiel quantite par rapport au potentiel classique.
Si je suis hors sujet. C'est surement a cause de cette notion de barriére. Je crois qu'il serait interressant de trouver une expression plus précise.
en mecanique quantique ( et pas quantite, ce qui ne veut rien dire ) une barriere de potentiel est une barriere d'energie!
Quand on parle de barriere de potentiel, on parle en fait d'une sorte de mur energetique que voient les particules.
Exemple: un electron dans un puits de potentiel... imagine un electron dans une region a potentiel nul, entouré de regions a fort potentiel. l'electron lui voit des murs energetiques qui lui sont infranchissables si il ne possede pas suffisament d'energie ( effet tunnel mis a part ).
Ainsi, ces murs sont appellés Barriere de potentiel!
Le potentiel designe donc l'energie du milieu ( en gros ).
il me semble que le potentiel en meca classique n'existe pas tout seul... on parle surtout de difference de potentiel (ddp) ou tension...
Un electon dans le voisinage d'un proton est dans un puits de potentiel du à l'attarction coulombienne de la charge du proton.
merci,
Est ce qu'il est possible de considére cette barriére au niveau quantique comme une barriére électromagnétique.
Cette barriére de potentiel serait donc une barriére de charge.
Se qui ne va pas simplifier le passage du quantique au classique. mais je pense que la voie et bonne.
Oui ce puits de potentiel ou barrière pour un electron par exemple correspond à l'attraction coulombienne du proton qui attire donc l'electron. Quand la distance electron-proton devient petite (qq dizaine de nanomètres) alors la mécanique quantique est la mieux appropriée pour décrire le comportement de l'electron et notemment son energie qui devient quantifiée. L'electron a des energies bien définies....d'ou les raies d'absorption et émission (et non les continuuns) en spectroscopie optique.
Si le proton attire l'électron il me semble qu'a l'intérieur de l'atome celui ci devrait être lier au proton. Hors se n'est pas le cas. L'ectron n'est pas coller au noyau.
Se qui me fait dire que pour contrecarré cette farce d'attraction le noyau qoit exerce une force de répulsion.
La position de l'électron serait donc fonction d'une barriére de potentiel courament representer sous la forme des couche de valence.
Il me semble donc que l'atome soit un modéle attraction/répulsion. Ou la distance entre le noyau est l'électron résulterait d'une point null entre ces deux forces.
Il est possible de dire que le potentiel de barriére est le point d'équilibre entre attraction est répulsion. Si ont considére que cette barriére a une valeur null. Il nous est possible de dire u'il y a répulsion de l'électron lorsque cette barriére est inferieur a 0 est attraction lorsqu'elle est supérieur. Que temps que la potentiel général de l'atome puisse être compris entre +1 et -1. Si l'atraction augmente la répulsion diminue.
distance de la barriére = f(attraction - répulsion);
Je m'explique. Si l'on observe le tableau des varaitions de volume mollaire, du rayon atomique, des ionisation electronegatives. il me semble que l'équilibre attraction répulsion ,cette barriére de potentiel, puisse varier en fonction de la constitution de l'atome. Etant donné que l'enssemble des charges d'un atome virient d'un atome a l'autre.
Pour assoir cette notion de répulsion il est force de constater que les rayon atomique différe d'un atome a l'autre. Par contre il semblerais que tout les atome de la premiére colonne augmente réguliairement. Ceux qui prouverait que la barriére de répulsion puisse varier en fonction de la conposition du noyau donc de sa force de répulsion.
Pour le volume mollaire ont remarque la même chose cet a dire une augmentation de volume dans les premiéres couche. La variation sinusoidale des volume a l'intérieur de la même couche. est surement due a la somme répulsion/attrraction des atome par rapport aux autre dans une même famille dans la masse mollaire.
Lorsque l'on regarde les ionisations. là ou la repulsion se rapproche de -1 l'énergie d'ionisation est faible. Alors que une force de répulsion se raprochant de 0 l'ionisation demande plus d'energie(qui peut être sous forme de chaleur mais j'y reviendrais plus tard ce n'est pas encore le momment).
Je pense qu'avant d'aller plus loin il me semble necessaire de valider L'existance d'un force de répulsion dans un premier temps. Puisque a partir de là plusieurs cas de figures sont possibles mais qu'un seul est valable.
se sera l'objectif de la prochaine description.
....hmmm...
je ne vois de la même manière, l'électron a une energie cinétique, voit un potentiel du noyau...ça fait un atome hydrogénoide,et la fonction d'onde de l'électron(et donc sa probabilité de présence) peut ne pas être nul dans "le noyau" ...et on peut très bien modéliser ce cas de recouvrement en écrivant un potentiel différent en dehors et dans le noyau.
donc, ce n'est pas un problème que l'électron soit dans le noyau...
Il est fort possible d'imaginer que pendant un temps l'électron puisse se trouver dans le noyau. Rien n'empeche de considerer cette éventualité. Par contre il faudrait expliquer comment cette electron peut ensuite de détache du noyau. Donc il me semble important dans un premier temps de valider ou non une possibilité de répulsion de la part du noyau.
Je pousserais bien plus loin pourquoi cette éventualité serait possible. Mais je ne pense pas que se soit le bon momment.
Bonsoir,
Chercher une deuxième force qui justifierait la stabilité de certains états propres de l'équation de Schrödinger, c'est rechercher une cause aux postulats de la mécanique quantique. Einstein appelait cela les variables cachées de la mécanique quantique. Il a eu de nombreux échanges avec Bohr sur le sujet et a même fini par proposer une expérience de pensée qui aurait du permettre de mettre en évidence ces variables cachées, c'est le fameux paradoxe EPR (initiales d'Einstein et de 2 de ses collaborateurs). Des expériences réalisées à Orsay par Alain Aspect et ses collaborateurs dans les années 80 ont donné tort à Einstein sur ce sujet et donc raison à Bohr.
Même si la mécanique quantique n'est pas vraiment satisfaisante pour l'esprit, elle reste pour le moment ce qu'il y a de plus satisfaisant pour décrire les phénomènes microscopiques. Celà ne veut pas dire qu'on ne trouvera pas quelque chose de mieux un jour, mais ce quelque chose sera sûrement très perturbant par rapport à une vision classique du monde physique.
Que sais-je?
Je tiens quand même a dire que cette deuxiéme force( répulsion) n'est surement pas un nouvelle force. Mais une force déja existant qui n'aurais pas été prise en compte dans le modéle quantite.
Je pense donc que l'énergie a la vitesse de la lumiére doit pouvoir être absorber par la matiére et qu'elle est responsable du déplacement de l'électron sur une orbitale supérieur. C'est a dire.
Quand le photon percute l'électron, soit il lui fourni une énergie cinetique. soit il modifie sa charge ou sa température. Sont déplacement et donc considérer comme une absorbtion d'énergie. Mais si l'approche est cinetique, cette a dire considérer comme une collision le photon a une masse. Si ce deplacement est électropmagnétique le photon a une charge. Si ce déplacement n'est dut ni a l'un ni a l'autre ont peut considérer qu'il y a augmentaion de température.
Si lorsque l'electron réintégre la couche précedente il emet a sont tour un photon. Il y a donc perte d'énergie.
Cela veux dire que l'électron a bien absorber de l'énregie est que la conservation des énergie au siens de l'atome a été préalablement modifier.
Si cette conversation de l'énergie est une loi incontournable le noyau a lui aussi subit une augmentaion d'énergie. A moins que se soit l'enssemble de l'atome dont l'énergie a augmenté.
Lorsque je parle de force de répulsion j'imagine que lorsque l'électron qui a une énergie e+photon aprés avoir été percuté va obligatoirement étre plus répulsif qu'il ne l'était avant recuperation de l'énergie du photon.
Lorsque le photon réintégre sa couche originel. Le passegeg as travers cette barriére de potentiel lui impose une émmision ou perte d'énergie.
Je reconnais que cette barriére d'énergie n'est peut être pas sous la forme d'un rayonnement sphérique calorifique il pourrait trés bien être du a une relation directe entre l'electron et le noyau. sous forme de champs de force répulsif.
J'aimerais bien coprendre comment la physisque quantite explique ce mécanisme. Je sais qu'elle prends en compte l'énergie cinetique mais il me semble que cela ne sufise pas. Tot ou tard cette énergie si elle n'est pas maintenue doit décroitre. Je crois que l'énergie pure est infini dans le temps mais que le mouvement ne soit pas infini puisqu'il consomme de l'énergie. Il y a donc une autre interaction. Je pense que le mouvement intérieur de nucleons génére un mouvement donc une perte d'énergie. Ceux qui pourrait expliquer la radioactivité naturelle.
Est'il possible d'en apprendre un peut plus sur les experiences qui ont eu lieu a orsay et sur la vision de Einstein concernant ces variables cachées.
bonjour !
cher hterolle.
je n'ai pas un super niveau en physique quantique, je peux juste te dire comment je comprends ce truc là!
un problème bien maitrisé est celui de l'hydrogène.
En mécanique quantique, on ne peut plus observer les particules (cf inégalités de heisenberg) à une précision arbitraire...MAIS!, on peut observer les raies d'émission...
alors, la méca q pose ses postulats, et on voit que cela colle parfaitement aux raies observées ...c'est ce qui compte non? c'est bien, beau d'avoir des superbes théories mais, il faut que ça colle...or, la méca Q colle.
et à un niveau de méca Q classique, quand on écrit l'équation pour décrire l'hydrogène, on ne tient compte que de l"énergie cinétique de l'électron et de lénergie potentiel coulombienne...c'est tout !! pas de force cachée de répulsion, ou autre chose...c'est quand même fantastique, tout ça....et on obtient en gros les raies expérimentales...
Mais, après,si on pousse la précision des mesures, on voit qu'il y a apparation de nnouvelles raies plus fines dans le spectre...il faut alors faire appelle à la relativité (équation de dirac), car l'électron est relativiste (vitesse très grande!)...
et là, il faut introduire des notions très abstraites ...les Spins....
et là, je m'arrête car je n'ai pas assez de recul par rapport au pourquoi du spin, et qu'est ce que c'est que ça....
mais, expérimentalemet (toujours), en faisant des expériences (gerlach),on trouve qu'il existe une variable supplémentaire pour les particule...c'est la spin....
et ce spin, va intervenir dans les raies.
mais, l'influence du spin est très petite !! de l'ordre de (1/137)^2 , pour les premières corrections...
voilà, et là, tu as la vision de l'hydrogène qu'on te donne en maitrise de physique !
maintenant, pour l'équation de dirac(DEA et + ), je ne peux pas t'en dire plus !
allez, bonne lecture.
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Pour la modération,
Damon
Salut à tous !
Je voulais préciser que le calcul des fonctions d'ondes de l'électron dans un atome d'hydrogène est soumis à quelques approximations.
Premièrement on suppose le noyau (le proton dans le cas de l'hydrogène) immobile. Cette hypothèse est d'autant plus valable que la masse du proton est environ 1000 fois supérieure à celle de l'électron. On peut donc traiter la dynamique de l'électron directement dans le référentiel du proton (ie proton fixe).
Deuxièment, le noyau est supposé ponctuel. Cette hypothèse peut paraître étrange mais on peut la justifier ainsi : Si on réprésente la densité de probabilité de présence de l'électron (ie le carré de fonction d'onde) pour l'état fondamental de plus basse énergie, on se rend compte de deux choses. Tout d'abord, elle s'annule en tendant vers l'origine. Ensuite elle présente un maximum autour 0.53 A (1 A = 0.1 nanomètre). Cette valeur est équivalente au rayon de Bohr. Ce qui signifie que dans l'état fondamental (celui pour lequel l'électron est le plus proche du noyau) l'électron a une probabilité très importante d'être distant du noyau d'environ 0.53 A. Or le rayon des noyaux (même des plus gros) est de l'ordre du Fermi (1 F = 0.00001 A = 1 millionième de nanomètre). Le rayon de Bohr est donc disons 100 000 fois plus grand que le rayon du noyau. Considérer le noyau comme ponctuel est donc légitime a posteriori.
Il n'est donc pas nécessaire d'ajouter un terme supplémentaire dans le potentiel pour rendre compte de la présence du noyau, tout simplement parce que l'électron ne se retrouve pratiquement jamais à l'intérieur. Il n'est pas utile de modéliser un phénomène qui ne se produit pas.
Bonne journée
Le proton attire l'électron suite au potentiel électrostatique que sa charge établit autour de lui, c'est un fait. L'électron se collerait dans ce cas au noyau comme tu le dis. Cependant l'électron a également une énergie cinétique qui a tendance à le rendre libre, ou plus exactement moins lié au proton. On a donc à considérer deux choses : une force qui attire l'électron vers le proton et une vitesse initiale qui tend à l'en éloigner. Le bilan est attractif c'est vrai (sinon on ne formerait pas un atome), mais cela ne veut pas dire l'électron s'effondre sur le proton, il lui est juste "lié".Si le proton attire l'électron il me semble qu'a l'intérieur de l'atome celui ci devrait être lier au proton. Hors se n'est pas le cas. L'électron n'est pas collé au noyau.
Et il n'y a rien de quantique la dedans. C'est juste un bilan énergétique. On peut faire un parallèle avec la lune. La lune est attirée par la force gravitationnelle exercée par la Terre. Tu pourrais donc te poser la même question, pourquoi la Lune ne tombe pas sur la Terre ? Il n'y a pas là de force répulsive cachée. La raison est simplement que la Lune une vitesse tangente à son orbite qui tend à l'éloigner de la Terre mais qui n'est pas assez grande devant la force d'attraction. Le bilan est une Lune en orbite autour de la Terre. On dit souvent que la Lune est en chute libre, à cause de la force de pesanteur, mais permanente à cause de sa vitesse initiale tangente à cette force. C'est la même chose qu'une pierre qui tourne dans une fronde, sauf qu'il n'y a pas besoin de corde puisque la gravitation est une action à distance.
La raison pour laquelle on dit qu'électron doit s'écrouler sur le proton dans un modèle planétaire de l'atome d'hydrogène (modèle de Rutherford) n'est pas reliée au potentiel attractif électrostatique. Si on se base sur l'analogie Terre-Lune précédente, la force électrostatique ne peut pas attirer infiniment l'électron vers lui. La différence ici réside dans le fait que l'électron est chargé. Les équations de Maxwell de l'électromagnétisme prédisent qu'une charge accélérée doit rayonner de la lumière (représentant la perte d'énergie cinétique de l'électron lorsqu'il se rapproche du proton) dont la fréquence doit varier continûment avec le rayon de l'orbite. Or ce continuum n'est pas observé, les raies d’émission sont discrètes. Voilà pourquoi ce modèle est incorrect.
Bonne journée à tous.
Bonjour
il faut quand même rappeler que plus que la non-observation de ce continuum, le problème est qu'il devrait être émis en un temps si court que la matière ne serait pas stable...Or ce continuum n'est pas observé, les raies d’émission sont discrètes. Voilà pourquoi ce modèle est incorrect.
Ah :? Quelque chose m'aurait échappé ? Peux-tu préciser stp ?il faut quand même rappeler que plus que la non-observation de ce continuum, le problème est qu'il devrait être émis en un temps si court que la matière ne serait pas stable...
Ca m'intéresse
D'après la physique classique, l'électron rayonne donc perd de l'énergie et se rapproche du noyau.
Et si on fait les calculs, on trouve que l'électron devrait s'écraser sur le noyau en un temps de l'ordre de la microseconde
Salut,
De toutes façons, ce modèle là ne rend pas compte d'un atome stable énergétiquement, que la chute vers le noyau soit rapide ou lente, ça reste une chute.
Mais crois-moi, certains physiciens auraient préféré qu'elle soit la plus lente possible, quelques milliards d'années leur auraient suffi...
Vu comme ça, je suis d'accord
Vraiment trés interressant tout cela. Je me permet donc de vous poser une question.
ce continuum n'est pas observé, les raies d’émission sont discrètes.
serait il possible de savoir si les raies d'émmision de l'atome varie en fonction de la temperature de l'atome.
Merci
