Comprendre le principe d'indétermination d'Heisenberg

[migmen]

Bonjour,

Le principe d'indétermination énonce qu'il n'est pas possible de connaître simultanément, avec la précision souhaitée, la vitesse et la position d'une particule.
Est-ce que l'on peut expliquer cela de la façon suivante :

En physique classique, si l'on voulait connaître la vitesse et la position de la Terre en utilisant la Lune comme instrument de mesure celle-ci, par sa taille relative, perturberait le mouvement de la Terre, donc sa vitesse et sa position, empêchant la mesure précise des deux paramètres.

En physique quantique, l'observation d'une particule subatomique (un électron, par exemple) fait intervenir des photons qui, s'ils sont dépourvus de masse, possèdent une énergie importante (très faible longueur d'onde, donc fréquence importante, pour "mesurer" l'électron) qui perturbera les paramètres de l'électrons (vitesse position), que l'on souhaite connaître.

Question : ce raisonnement est-il correct, et si oui, des photons dont l'énergie n'influenceraient pas les particules pourraient-ils transmettre des informations précises sur les mesures effectuées ?

Merci.
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[LPFR]

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Question : ce raisonnement est-il correct, et si oui, des photons dont l'énergie n'influenceraient pas les particules pourraient-ils transmettre des informations précises sur les mesures effectuées ?

Merci.

Bonjour.
Oui. C’est correct. Ou, du moins, c’est celui qui est servi aux étudiants.

Pour « moins » gêner les particules, il faudrait des pĥotons avec un très faible moment et énergie. Ce qui veut dire qu’il auront une longueur d’onde très grande et… une mauvaise précisions dans la localisation.

Morale : vous ne pouvez pas « couillonner » le principe de Heisenberg.
Au revoir.

[LordChoco]

Bonjour,

Le "principe d'indétermination" est souvent appelé "principe d'incertitude" et votre raisonnement se base plutôt sur ce que laisse penser la seconde appellation. Si nous ne pouvons pas connaitre à la fois la vitesse et la position d'une particule plus précisément qu'une certaine valeur, ce n'est pas parce que nous en somme expérimentalement/technologiquement incapable, mais parce que c'est théoriquement impossible. En fait ce que beaucoup trop de personnes/profs ne clarifient pas, c'est que la notion de vitesse, de position et donc de trajectoire n'existe pas. Ça peut paraitre étrange car nous somme confronté à ces choses tous les jours mais dans le monde microscopique une particule à juste une fonction d'onde. Il est ensuite possible de forcer la particule en la projetant sur une base donnée pour nous renseigner sur un élément, mais la position et la vitesse (ou plutôt l'impulsion) ne commutant pas, il est impossible d'avoir simultanément un renseignement exact sur ces deux quantités.

[migmen]

Merci pour vos réponses.

vous ne pouvez pas « couillonner » le principe de Heisenberg.

Je n'essaye même pas en rêve !

la position et la vitesse (ou plutôt l'impulsion) ne commutant pas

C'est ce qu'Heisenberg avait découvert lorsqu'il a défini un formalisme matricielle de la mécanique quantique ?

Ce questionnement a pour but de donner une approche classique des phénomènes décrits par la physique quantique, tout en sachant que cela ne sera jamais exact (exemple : expliquer ce qu'est le spin d'une particule). Mais on peut essayer cependant de trouver des représentations qui ne déforment pas le sens d'origine.

[A voir en vidéo sur Futura]

[mach3]

Une bonne approche pour comprendre est de se demander comment on determine la position et la vitesse d'un paquet d'onde. Si le paquet est court il est bien localisé, mais il y a trop peu de periodes pour déterminer la longueur d'onde. Si il est long, la longueur d'onde (donc la quantité de mouvement, cf de broglie) est bien déterminée, mais on a un flou sur la position.
La relation de Heisenberg derive en fait de relations qu'on trouve entre une fonction et sa transformée de Fourrier.

m@ch3

[Deedee81]

Salut,

En complément de la remarque de mach3 :

Pour Fourier :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Transf....27incertitude

+
https://fr.wikipedia.org/wiki/Hypoth..._de_De_Broglie
et
E = h.nu

donne ça
https://fr.wikipedia.org/wiki/Principe_d%27incertitude

Voir aussi par exemple
http://rpn.univ-lorraine.fr/UNIT/phy...o/chap3_1.html

[migmen]

Merci pour ces références Deedee81, et notamment le lien sur l'université de Lorraine, une mine !