Séance de cours

Principes de la mécanique quantique

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Dans cours

CH-110: Chimie générale avancée I

Le cours comporte deux parties. Les bases de la thermodynamique des équilibres et de la cinétique des réactions sont introduites dans l'une d'elles. Les premières notions de chimie quantique sur les électrons et les liaisons chimiques, exemplifiées en chim ...

Description

Cette séance de cours couvre les principes de la mécanique quantique, en se concentrant sur les propriétés discrètes de la lumière, le comportement des photons et le dualisme onde-particule. Il explique la quantification de l'énergie des éléments, le principe d'incertitude et le rôle de la fonction d'onde dans la détermination de la position et de la distribution de probabilité des particules.

Enseignant·e·s (7)

Beat Fierz

Enseignement et PhD Doctorant·es actuel·les Paria Khalafi, Wei Cai, Pierre Alexander Miranda Herrera, Andrei Zhauniarovich, Matteo Nicolas Doudin, Zongqing Li, Enguerran Majerus, Po-Han Chang, Iana Berlina, Yuji Kamei A dirigé les thèses EPFL de Aurore Marie-France Delachat, Sinan Kilic, Louise Catherine Bryan, Andreas Linus Bachmann, Ninad Dilip Agashe, Nora Guidotti, Maxime Nicolas Mivelaz, Kristina Makasheva, Alexandra Teslenko, Pauline Franz, Salome Riccarda Püntener, Ly Phillippe A co-dirigé les thès

Angela Steinauer

Since October 2022: Head of the Laboratory of Biomolecular Engineering and Nanomedicine (LIBN), EPFL (Switzerland)2019-2021: MSCA Postdoctoral Fellow at ETHZ (Switzerland) 2018: Ph.D. in Chemical Biology from Yale University (USA) 2007-2012: B.Sc. & M.Sc. in Chemistry from University of Zurich (Switzerland) Enseignement et PhD Doctorant·es actuel·les Diogo Miguel De Abreu Viegas, Georges Barnikol, Oliver Dennis, Andrea Elizabeth Melgar Aguilar, Paula Oeser, Manutsawee Thanaburakorn Cours Chemical Biolog

Jacques-Edouard Moser

Professeur titulaire en chimie physique, Jacques Moser dirige actuellement le Groupe de dynamique photochimique (Groupe Moser) de l'EPFL. Jacques Moser est diplômé de l'École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), où il a reçu en 1982 un diplôme d'ingénieur chimiste et en 1986 un doctorat ès sciences pour sa thèse en chimie physique, menée sous la direction du Pr Michael Grätzel. En 1984 et 1985, il effectue deux séjours à l'Université Concordia de Montréal (Canada). A partir de 1986, il rejoint les laboratoires de recherche centraux de Eastman-Kodak Co. à Rochester (New York, USA) et est ensuite associé au Center for photoinduced charge transfer du NSF à l'Université de Rochester. De retour à l'EPFL, Jacques Moser dirige depuis 1991 un groupe de recherche dans le domaine de la photochimie. Il est chargé de cours à partir de 1992 et reçoit en 1998 l'habilitation ès sciences techniques et le titre de privat-docent. Il est nommé professeur titulaire en 2005. L'activité de recherche du Groupe Moser se focalise plus particulièrement sur létude de la dynamique des processus de transfert d'électron induits par la lumière aux interfaces et de séparation de charges dans des semiconducteurs nanostructurés. Le Pr Moser enseigne la chimie générale avancée (Équilibre et réactivité chimiques) en première année aux étudiants en chimie de l'EPFL. Il dispense les cours Photochemistry I et Photochemistry II aux étudiants de Master et des écoles doctorales en chimie, en énergie et en photonique. Lauréat du prix de la fondation Latsis internationale, Jacques Moser est auteur et co-auteur de près de 200 publications dans des revues scientifiques à comité de lecture (H-index = 75). Il a été président de la Société suisse de photochimie et photophysique, membre du comité international de l'European Photochemistry Association, membre de la direction centrale de la Société suisse de chimie (SSC) et membre du comité executif de la division Recherche scientifique de la SSC. Il a été le directeur de la Section de chimie et de génie chimique de l'EPFL et l'un des membres de la direction de la Faculté des sciences de base de 2007 à 2015.

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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.

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.

Théorie de l'onde pilote

vignette|Expérience de Couder l'interprétation de l'onde pilote dans l'expérience des fentes d'Young. La théorie de l'onde pilote est une théorie développée par Louis de Broglie dans les années 1926-1927, visant à donner une interprétation à la dualité onde-corpuscule. Cette théorie découle des idées présentées dans sa célèbre thèse de 1924 (voir hypothèse de De Broglie) qui fut à l'origine de la mécanique ondulatoire, et a été présentée en 1927 sous le titre de « théorie de la double solution ».

Principe d'incertitude

En mécanique quantique, le principe d'incertitude ou, plus correctement, principe d'indétermination, aussi connu sous le nom de principe d'incertitude de Heisenberg, désigne toute inégalité mathématique affirmant qu'il existe une limite fondamentale à la précision avec laquelle il est possible de connaître simultanément deux propriétés physiques d'une même particule ; ces deux variables dites complémentaires peuvent être sa position (x) et sa quantité de mouvement (p).

Photon

Le photon est le quantum d'énergie associé aux ondes électromagnétiques (allant des ondes radio aux rayons gamma en passant par la lumière visible), qui présente certaines caractéristiques de particule élémentaire. En théorie quantique des champs, le photon est la particule médiatrice de l’interaction électromagnétique. Autrement dit, lorsque deux particules chargées électriquement interagissent, cette interaction se traduit d’un point de vue quantique comme un échange de photons.

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Séances de cours associées (64)

Chimie générale avancée I

Explore la quantification des niveaux d'énergie, de la dualité des particules d'onde et du principe d'incertitude dans la chimie générale avancée.

Physique quantique : Nature des ondes et interprétation des mesures

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Mécanique quantique : la dualité onde-particule des électrons

Couvre la dualité onde-particule des électrons et leur comportement en mécanique quantique.

La science quantique : l’électron et sa dualité onde-particule

Fournit un aperçu du rôle de l'électron dans la science quantique, en se concentrant sur sa dualité onde-particule et le cadre mathématique de la mécanique quantique.

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