Avant-propos
xxiii
était avant tout un livre d’enseignement, couvre une trop grande variété de
domaines pour qu’elle puisse encore correspondre à un cours d’une année. Le
guide de lecture ci-dessous devrait permettre au lecteur de s’orienter dans le
livre pour un cours d’introduction à la mécanique quantique.
Guide de lecture
Seules les sections 1.3 à 1.5 du chapitre 1 sont indispensables pour la suite, et
le chapitre 2 peut être omis par le lecteur qui possède le niveau L2 en algèbre.
Les chapitres 3 et 5 constituent, à mon avis, le cœur d’une introduction à la
mécanique quantique : les principes de base sont introduits sur les exemples
de la polarisation du photon et du spin 1/2, et le rôle de la symétrie de rotation est mis en valeur dans le cas du spin 1/2. Des applications simples de ces
principes de base sont exposées dans le chapitre 5 : résolution de l’équation de
Schrödinger indépendante du temps pour des problèmes de chimie quantique
élémentaire, oscillations de Rabi, le tout illustré par la RMN, l’émission et
l’absorption de photons par un atome à deux niveaux, le laser et les horloges
atomiques. Le chapitre 4 (Postulats de la mécanique quantique) est un peu
plus abstrait : le lecteur pourra se contenter d’une première prise de contact, et
y revenir après avoir acquis un peu plus de familiarité avec la mécanique quantique. Dans le chapitre 6, le lecteur peut se limiter à la section 6.3, qui donne
les recettes “mathématiques” pour la suite. Les chapitres 7 à 10 sont classiques
dans tout cours de mécanique quantique niveau L3. Toutefois la section 7.4
(invariance galiléenne) peut être omise sans dommage pour la suite et la section 8.4 (bandes d’énergie) peut trouver sa place dans un cours de physique
du solide. Il en est de même pour la section 10.3 (niveaux de Landau) qui peut
aussi faire partie d’un cours de physique du solide. Dans une première lecture
du chapitre 11, on peut se limiter à l’introduction de l’opérateur statistique
qui sera indispensable pour la suite. Il serait toutefois dommage de ne pas
consacrer un peu de temps à la présentation élémentaire des inégalités de Bell
(section 11.2). Le lecteur peut aborder les autres sections de ce chapitre, en
particulier celle sur l’information quantique, en fonction de ses intérêts. Il en
est de même pour les chapitres du tome 2 qui sont indépendants en première
approximation ; le lecteur familier du tome 1 peut les aborder dans un ordre
indifférent. Le chapitre 12 (Méthodes semi-classiques) est entièrement optionnel, et ses quatre grandes parties : intégrale de chemin, approximation BKW,
distribution de Wigner et phases géométriques sont largement indépendantes.
Dans une première lecture, il est possible de se limiter aux sections 14.1 et
14.2 du chapitre 14 (Particules identiques). Enfin les sections 15.1 et 15.2 sont
une introduction standard à la physique atomique, les autres sections de ce
chapitre étant optionnelles.
Remerciements. J’ai bénéficié des critiques et suggestions de Pascal
Baldi, Jean-Pierre Farges, Yves Gabellini, Thierry Grandou, Jacques Joffrin,
Jean-Marc Lévy-Leblond, Christian Miniatura et tout particulièrement de
Michel Brune, Jean Dalibard, Franck Laloë, Fabrice Mortessagne, Jean-Pierre
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était avant tout un livre d’enseignement, couvre une trop grande variété de
domaines pour qu’elle puisse encore correspondre à un cours d’une année. Le
guide de lecture ci-dessous devrait permettre au lecteur de s’orienter dans le
livre pour un cours d’introduction à la mécanique quantique.
Guide de lecture
Seules les sections 1.3 à 1.5 du chapitre 1 sont indispensables pour la suite, et
le chapitre 2 peut être omis par le lecteur qui possède le niveau L2 en algèbre.
Les chapitres 3 et 5 constituent, à mon avis, le cœur d’une introduction à la
mécanique quantique : les principes de base sont introduits sur les exemples
de la polarisation du photon et du spin 1/2, et le rôle de la symétrie de rotation est mis en valeur dans le cas du spin 1/2. Des applications simples de ces
principes de base sont exposées dans le chapitre 5 : résolution de l’équation de
Schrödinger indépendante du temps pour des problèmes de chimie quantique
élémentaire, oscillations de Rabi, le tout illustré par la RMN, l’émission et
l’absorption de photons par un atome à deux niveaux, le laser et les horloges
atomiques. Le chapitre 4 (Postulats de la mécanique quantique) est un peu
plus abstrait : le lecteur pourra se contenter d’une première prise de contact, et
y revenir après avoir acquis un peu plus de familiarité avec la mécanique quantique. Dans le chapitre 6, le lecteur peut se limiter à la section 6.3, qui donne
les recettes “mathématiques” pour la suite. Les chapitres 7 à 10 sont classiques
dans tout cours de mécanique quantique niveau L3. Toutefois la section 7.4
(invariance galiléenne) peut être omise sans dommage pour la suite et la section 8.4 (bandes d’énergie) peut trouver sa place dans un cours de physique
du solide. Il en est de même pour la section 10.3 (niveaux de Landau) qui peut
aussi faire partie d’un cours de physique du solide. Dans une première lecture
du chapitre 11, on peut se limiter à l’introduction de l’opérateur statistique
qui sera indispensable pour la suite. Il serait toutefois dommage de ne pas
consacrer un peu de temps à la présentation élémentaire des inégalités de Bell
(section 11.2). Le lecteur peut aborder les autres sections de ce chapitre, en
particulier celle sur l’information quantique, en fonction de ses intérêts. Il en
est de même pour les chapitres du tome 2 qui sont indépendants en première
approximation ; le lecteur familier du tome 1 peut les aborder dans un ordre
indifférent. Le chapitre 12 (Méthodes semi-classiques) est entièrement optionnel, et ses quatre grandes parties : intégrale de chemin, approximation BKW,
distribution de Wigner et phases géométriques sont largement indépendantes.
Dans une première lecture, il est possible de se limiter aux sections 14.1 et
14.2 du chapitre 14 (Particules identiques). Enfin les sections 15.1 et 15.2 sont
une introduction standard à la physique atomique, les autres sections de ce
chapitre étant optionnelles.
Remerciements. J’ai bénéficié des critiques et suggestions de Pascal
Baldi, Jean-Pierre Farges, Yves Gabellini, Thierry Grandou, Jacques Joffrin,
Jean-Marc Lévy-Leblond, Christian Miniatura et tout particulièrement de
Michel Brune, Jean Dalibard, Franck Laloë, Fabrice Mortessagne, Jean-Pierre