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Séance de cours

Théorie des perturbations dépendantes du temps : la règle d'or de Fermi

Dans cours

CH-453: Molecular quantum dynamics

The course covers several exact, approximate, and numerical methods to solve the time-dependent molecular Schrödinger equation, and applications including calculations of molecular electronic spectra. More advanced topics include introduction to the semicl ...

Description

Cette séance de cours couvre la théorie des perturbations dépendantes du temps, en se concentrant sur la règle d'or de Fermi et l'émission spontanée. Il explique la solution exacte de l'équation de Schrdinger dépendante du temps avec un hamiltonien dépendant du temps, les probabilités de transition et le TDPT pour un potentiel constant. La séance de cours traite également des fonctions de probabilité de transition et de leur signification en mécanique quantique.

Enseignant·e

Jiri Vanicek

Source officielle

Concepts associés (32)

Théorie de la perturbation (mécanique quantique)

En mécanique quantique, la théorie de la perturbation, ou théorie des perturbations, est un ensemble de schémas d'approximations liée à une perturbation mathématique utilisée pour décrire un système quantique complexe de façon simplifiée. L'idée est de partir d'un système simple et d'appliquer graduellement un hamiltonien « perturbant » qui représente un écart léger par rapport à l'équilibre du système (perturbation).

Théorie des perturbations

La théorie des perturbations est un domaine des mathématiques, qui consiste à étudier les contextes où il est possible de trouver une solution approchée à une équation en partant de la solution d'un problème plus simple. Plus précisément, on cherche une solution approchée à une équation (E) (dépendante d'un paramètre λ), sachant que la solution de l'équation (E) (correspondant à la valeur λ=0) est connue exactement. L'équation mathématique (E) peut être par exemple une équation algébrique ou une équation différentielle.

Règle d'or de Fermi

vignette|la règle d'or de Fermi explique la variation d'intensité des raies d'émission d'un spectre, ici celui du sodium. En physique quantique, la règle d'or de Fermi est un moyen de calculer le taux de transition (probabilité de transition par unité de temps) à partir d'un état propre énergétique d'un système quantique vers un continuum d'états propres, par perturbation. On considère que le système est initialement placé dans un état propre, , d'un hamiltonien . On considère l'effet d'une perturbation (pouvant être dépendant du temps).

Rayonnement électromagnétique

thumb|Répartition du rayonnement électromagnétique par longueur d'onde. Le rayonnement électromagnétique est une forme de transfert d'énergie linéaire. La lumière visible est un rayonnement électromagnétique, mais ne constitue qu'une petite tranche du large spectre électromagnétique. La propagation de ce rayonnement, d'une ou plusieurs particules, donne lieu à de nombreux phénomènes comme l'atténuation, l'absorption, la diffraction et la réfraction, le décalage vers le rouge, les interférences, les échos, les parasites électromagnétiques et les effets biologiques.

Représentation d'interaction

La représentation d'interaction ou représentation de Dirac de la mécanique quantique est une manière de traiter les problèmes dépendant du temps. Dans la représentation d'interaction, on applique les hypothèses suivantes : On considère un hamiltonien ayant la forme suivante : où est constant dans le temps et décrit une interaction perturbative qui peut dépendre du temps. Les états propres sont dépendants du temps Les opérateurs sont aussi dépendants du temps La dynamique des états est décrite suivant la représentation de Schrödinger tandis que la dynamique des opérateurs est décrite suivant la représentation de Heisenberg.

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