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ÁÒØÖÓÓÙÙØØÓÒ Ù ÑÓÒÒÒ
ÕÙÙÒØØÕÙÙ
La mécanique quantique a été élaborée dans la première moitié du XX ème siècle par de nombreux physiciens dont N. Bohr, L. de Broglie, P. Dirac, A. Einstein, W.K. Heisenberg, M.
Planck et E. Schrödinger. Cette théorie est nécessaire pour décrire la matière à l’échelle atomique et au-dessous. Ses prédictions n’ont, à l’heure actuelle, jamais été mises en défaut.
Elles ont permis la réalisation d’inventions aussi importantes que le laser, le microprocesseur, l’horloge atomique, l’imagerie médicale par résonance magnétique nucléaire...
Les phénomènes quantiques qui apparaissent à l’échelle microscopique sont parfois difficiles
à appréhender car il ne correspondent pas à notre intuition naturelle fondée sur notre expérience du monde macroscopique. À la base de leur compréhension se trouve l’idée de dualité
onde-particule et la notion d’onde de matière. Il en découle l’inégalité de Heisenberg et la
quantification de l’énergie.
1 La dualité onde-particule de la lumière
1.1 Introduction
On a présenté dans les chapitres précédents l’onde lumineuse et les phénomènes d’interférences et de diffraction. Ces phénomènes caractéristiques des ondes ont été étudiés au XIX ème
siècle. Ils montrent l’aspect ondulatoire de la lumière.
D’autre part, des phénomènes découverts au XX ème siècle ne peuvent être interprétés que si
l’on admet l’existence de « particules de lumière », que l’on appelle les photons. La lumière
a aussi un aspect corpusculaire.
Ce double comportement est appelé dualité onde-particule. Il est impossible à théoriser dans
le cadre de la mécanique classique, mais trouve son interprétation dans le cadre la mécanique
quantique.
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La mécanique quantique a été élaborée dans la première moitié du XX ème siècle par de nombreux physiciens dont N. Bohr, L. de Broglie, P. Dirac, A. Einstein, W.K. Heisenberg, M.
Planck et E. Schrödinger. Cette théorie est nécessaire pour décrire la matière à l’échelle atomique et au-dessous. Ses prédictions n’ont, à l’heure actuelle, jamais été mises en défaut.
Elles ont permis la réalisation d’inventions aussi importantes que le laser, le microprocesseur, l’horloge atomique, l’imagerie médicale par résonance magnétique nucléaire...
Les phénomènes quantiques qui apparaissent à l’échelle microscopique sont parfois difficiles
à appréhender car il ne correspondent pas à notre intuition naturelle fondée sur notre expérience du monde macroscopique. À la base de leur compréhension se trouve l’idée de dualité
onde-particule et la notion d’onde de matière. Il en découle l’inégalité de Heisenberg et la
quantification de l’énergie.
1 La dualité onde-particule de la lumière
1.1 Introduction
On a présenté dans les chapitres précédents l’onde lumineuse et les phénomènes d’interférences et de diffraction. Ces phénomènes caractéristiques des ondes ont été étudiés au XIX ème
siècle. Ils montrent l’aspect ondulatoire de la lumière.
D’autre part, des phénomènes découverts au XX ème siècle ne peuvent être interprétés que si
l’on admet l’existence de « particules de lumière », que l’on appelle les photons. La lumière
a aussi un aspect corpusculaire.
Ce double comportement est appelé dualité onde-particule. Il est impossible à théoriser dans
le cadre de la mécanique classique, mais trouve son interprétation dans le cadre la mécanique
quantique.