Séance de cours

Le principe d'incertitude de Heisenberg : la dualité onde-particule

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Dans cours

PHYS-207(a): Physique générale : quantique

Ce cours est une introduction à la mécanique quantique. En partant de son développement historique, le cours traite les notions de complémentarité quantique et le principe d'incertitude, le processus de mesure, l'équation de Schrödinger, ainsi que des élém ...

Description

Cette séance de cours explore la dualité onde-particule des objets quantiques, en se concentrant sur le principe d'incertitude de Heisenberg. Il se penche sur la complémentarité entre le comportement des ondes et des particules, illustrée par l’expérience Young. La présentation traite de la fonction d'onde, de la densité de probabilité et de l'interprétation de la physique quantique. Il couvre également les expériences d'interférences avec les ondes de matière, y compris les percées récentes avec de grandes molécules. L'instructeur explique les implications du principe d'incertitude sur la connaissance simultanée de la position et de l'élan, en soulignant la nature fondamentale des lois quantiques.

Enseignant·e

Vincenzo Savona

De nationalité italienne, Vincenzo Savona est né en 1969. Il effectue ses études de physique à lEcole normale supérieure de Pise et à lUniversité de Pise. Puis il entreprend une thèse de doctorat à lInstitut de physique théorique de lEPFL. Il effectue des recherches post-doctorales à lEPFL, puis à lInstitut de physique de lUniversité Humboldt de Berlin. En 2002, il revient à lEPFL pour y constituer son groupe de recherche, bénéficiant dun subside «professeur boursier» du Fonds national suisse de la recherche scientifique. En 2006, il est nommé professeur assistant tenure-track à lEPFL et intègre le NCCR de photonique quantique. En 2010 il est nommé professeur associé. Actuellement, il dirige le Laboratoire de physique théorique des nanosystèmes.

Source officielle

Concepts associés (32)

Dualité onde-corpuscule

En physique, la dualité onde-corpuscule aussi appelée dualité onde-particule est un principe selon lequel tous les objets physiques peuvent présenter parfois des propriétés d'ondes et parfois des propriétés de corpuscules et de particules. La manifestation de ces propriétés ne dépend pas seulement de l'objet étudié isolément, mais aussi de tout l'appareillage de mesure utilisé. Ce concept fait partie des fondements de la mécanique quantique.

Matter wave

Matter waves are a central part of the theory of quantum mechanics, being half of wave–particle duality. All matter exhibits wave-like behavior. For example, a beam of electrons can be diffracted just like a beam of light or a water wave. The concept that matter behaves like a wave was proposed by French physicist Louis de Broglie (dəˈbrɔɪ) in 1924, and so matter waves are also known as de Broglie waves.

Double-slit experiment

In modern physics, the double-slit experiment demonstrates that light and matter can satisfy the seemingly-incongruous classical definitions for both waves and particles, which is considered evidence for the fundamentally probabilistic nature of quantum mechanics. This type of experiment was first performed by Thomas Young in 1801, as a demonstration of the wave behavior of visible light. At that time it was thought that light consisted of either waves or particles.

Mécanique quantique

La mécanique quantique est la branche de la physique théorique qui a succédé à la théorie des quanta et à la mécanique ondulatoire pour étudier et décrire les phénomènes fondamentaux à l'œuvre dans les systèmes physiques, plus particulièrement à l'échelle atomique et subatomique. Elle fut développée dans les années 1920 par une dizaine de physiciens européens, pour résoudre des problèmes que la physique classique échouait à expliquer, comme le rayonnement du corps noir, l'effet photo-électrique, ou l'existence des raies spectrales.

Fonction d'onde

thumb|300px|right|Illustration de la notion de fonction d'onde dans le cas d'un oscillateur harmonique. Le comportement en mécanique classique est représenté sur les images A et B et celui en mécanique quantique sur les figures C à H. Les parties réelles et imaginaires des fonctions d'onde sont représentées respectivement en bleu et en rouge. Les images C à F correspondent à des états stationnaires de l'énergie, tandis que les figures G et H correspondent à des états non stationnaires.

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Séances de cours associées (64)

Information quantique : L'expérience à double fente chez les jeunes

Explore l'expérience à double fente de Young et le comportement des particules quantiques.

Physique quantique : la dualité onde-particule et la règle de Born

Explore la dualité onde quantique-particule, la règle de Born, la standardisation et le principe d'incertitude.

Propagation quantique : décomposition hamiltonienne et étatique

Discute de la propagation quantique, en se concentrant sur les hamiltoniens, les états propres et leur évolution temporelle en mécanique quantique.

Physique quantique : Nature des ondes et interprétation des mesures

Explore la nature des ondes, les solutions d'équations de Schrdinger et l'interprétation des mesures quantiques.

Physique quantique I

Couvre les fondamentaux de la physique quantique, y compris les paquets d'ondes, le flux de probabilité et les propriétés de conservation.

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