Conservation énergie, position, vitesse électrons.

[kNz]

Bonjour,

J'ai posé une question à ma prof de physiques, qui ne m'a répondu que vaguement et c'est pour cela que je la repose ici

On sait que l'énergie interne d'un système est l'énergie cinétique et l'énergie potentielle des particules de ce système.

De plus, si ce système est isolé, son capital énergie reste constant.

Si on considère un système, lequel est, deux atomes d'hydrogène, autour desquels gravitent deux électrons.
Ou encore un atome d'hélium autour duquel gravite deux électrons, bref.

Ce système est-il possible ??

Si le capital énergie de ce système reste constant, les énergies cinétique et potentielle des électrons doivent se compenser, non ?

Si on prend l'énergie potentielle d'un électron Ep1 et de l'autre Ep2 et l'énergie cinétique des deux électrons Ec1 et Ec2, Ep1+Ec1=Ep2+Ec2 ?

Si cette relation est vraie dans ce système, est-ce qu'on pourrait par exemple avec une extrême précision déterminer la position de l'un et la vitesse de l'autre simultanément ?

Je vais déjà demander ça pour commencer.

J'aimerais, si possible, avoir des réponses aux phrases en gras.

Merci beaucoup

Cordialement.
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[Meumeul]

Bonjour,

J'ai posé une question à ma prof de physiques, qui ne m'a répondu que vaguement et c'est pour cela que je la repose ici

On sait que l'énergie interne d'un système est l'énergie cinétique et l'énergie potentielle des particules de ce système.

sans oublier l'énergie d'interaction des particules entre elles

De plus, si ce système est isolé, son capital énergie reste constant.

a priori

Si on considère un système, lequel est, deux atomes d'hydrogène, autour desquels gravitent deux électrons.
Ou encore un atome d'hélium autour duquel gravite deux électrons, bref.

pour la precision, ne pas confondre noyau et atome, l'atome comporte deja ses electrons. Je vais supposer que tu parles des noyaux pour la suite. Sinon c'est doit pas etre tres stable...

Ce système est-il possible ??

oui, c'est ce qu'on appelle le dihydrogène et l'helium...

Si le capital énergie de ce système reste constant, les énergies cinétique et potentielle des électrons doivent se compenser, non ?

pourquoi ?

Si on prend l'énergie potentielle d'un électron Ep1 et de l'autre Ep2 et l'énergie cinétique des deux électrons Ec1 et Ec2, Ep1+Ec1=Ep2+Ec2 ?

Si cette relation est vraie dans ce système, est-ce qu'on pourrait par exemple avec une extrême précision déterminer la position de l'un et la vitesse de l'autre simultanément ?

et voila comment on montre une incoherence de la theorie sans l'utiliser...

Quelles sont tes expressions QUANTIQUES de Ep et Ec ???

La theorie classique n'a jamais montré la moindre opposition au fait de mesurer vitesse et position en meme temps.

Par contre, la MQ le fait...et au derniere nouvelle, elle marche plutot bien !

[invitefc60305c]

T'as jamais entendu du principe d'incertitude d'Heisenberg ?

[kNz]

T'as jamais entendu du principe d'incertitude d'Heisenberg ?

Si, mais justement, je me demandais si il n'y avait pas moyen de le contourner dans un système à deux électrons

Quelles sont tes expressions QUANTIQUES de Ep et Ec ???

Ah oui

Je pensais à l'Ec et l'Ep qu'on voit en première, mais elles font parties de la physique classique.

Comment les exprime-t-on en physique quantique ??

Merci

[A voir en vidéo sur Futura]

[Meumeul]

en meme temps, j'avais mal lu un detail : etant donné que tu parles de vitesse d'un electron et de position de l'autre, tu dois pouvoir le faire d'un point de vue theorique, sans violer Heisenberg. Maintenant, d'un point de vue pratique, c'est pas gagné...

Pour les expressions quantiques des energies, ca donne du ou k est le vecteur d'onde et la constante de Planck, mais la ca doit deja faire mal car on parle de mecanique ondulatoire (et j'ai pas la motiv' de te brieffer, désolé).... et Ep resssemble beaucoup au cas classique.

De plus, il ne suffit plus de faire Ec + Ep, il faut injecter tout ca dans l'equation de Schroedinger.

[kNz]

Merci beaucoup Meumeul, pour ces réponses.

J'ai déjà lu un ouvrage de vulgarisation sur la physique quantique qui m'a permis d'en aborder les différents concepts, maintenant, j'aimerais approfondir.

Par où dois-je commencer ?

Mécanique ondulatoire ?

Merci

[Meumeul]

si tu veux vraiment te plonger serieusement dedans, je pense qu'il faut trouver soit un livre soit un cours en ligne (voir peut etre sur sciences.ch, j'ai pas trop le temps de verifier ce que donne leur cour de MQ, exams obligent...).

Pour le livre, tu peux peut etre regarder le Basdevant aux editions polytechniques. Il a ses defauts, mais je crois qu'il est pas trop mal pour commencer. Par contre, si t'es au lycée, il va te manquer des outils mathematiques, alors il afudra surement que tu potasse un peu a cote; et eventuellement que t'hesites pas a poser quelques question sur le forum.

Bon courage

[invite578a92be]

Ce système est-il possible ??

Bah même si Meumeul tourne ta question en dérision, pour moi la réponse est non. A priori, si tu parles d'énergie interne et de ses variations, tu utilises le premier principe de la thermodynamique. Et la thermo s'attache à la description de systèmes continus. Tu dois donc prendre un système mésoscopique ou macroscopique dans lequel on peut définir les paramètres d'état tels que la pression, la température, etc.

[Meumeul]

si je en m'abuses, les notions de système isolé et d'énergie du système restent valable pour un tel système. On peut alors parler d'énergie potentielle, d'énergie cinétique...

Ensuite, je crois qu'on peut reprendre le premier post et remplacer energie interne (qui est effectivement putot associée à une notion de thermo, bien qu'on puisse envisager de travailler loin de la limite thermo, c'est un domaine de recherche important pour les nanotech par exemple) par la notion d'energie totale du systeme, ou si tu prefere on peut parler de valeur d'expectation de l'energie, ou de valeur moyenne de l'observable Hamiltonien... mais ca devient peut etre un poil violent en reponse à un post de lyceen, la question clef etant plutot me semble-t-il autour du principe d'incertitude et donc d'un amalgme quantique-classique.

Enfin, j'avoue que ce remplacement s'est fait deans mon esprit en bonne partie de la facon decrite plus haut et un peu par negligence.

Et donc je soutiens, ces sytèmes sont possibles. (instables si on prend des electrons autours des atomes cités, stables si on considere des electrons autour des noyaux cites). La facon dont on l'etudie n'enleve rien au fait que le syteme existe ou non.

[kNz]

En tout cas, merci pour le site sciences.ch, une vraie mine d'or