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Séance de cours

Oscillateur harmonique quantique: Quantification sur le terrain

Description

Cette séance de cours couvre la quantification de l'oscillateur harmonique quantique, y compris la méthode d'opérateur, les opérateurs de création/annihilation, et le spectre de l'oscillateur harmonique. Il se penche également sur la quantification du champ électromagnétique, associant chaque mode à un oscillateur harmonique quantique. L'analyse dimensionnelle, la factorisation de l'Hamiltonien et le concept de phonons comme excitations élémentaires sont discutés.

Source officielle

Concepts associés (32)

Creation and annihilation operators

Creation operators and annihilation operators are mathematical operators that have widespread applications in quantum mechanics, notably in the study of quantum harmonic oscillators and many-particle systems. An annihilation operator (usually denoted ) lowers the number of particles in a given state by one. A creation operator (usually denoted ) increases the number of particles in a given state by one, and it is the adjoint of the annihilation operator.

Quantifications canoniques

En physique, la quantification canonique est une procédure pour quantifier une théorie classique, tout en essayant de préserver au maximum la structure formelle, comme les symétries, de la théorie classique. Historiquement, ce n'était pas tout à fait la voie de Werner Heisenberg pour obtenir la mécanique quantique, mais Paul Dirac l'a introduite dans sa thèse de doctorat de 1926, la «méthode de l'analogie classique» pour la quantification, et l'a détaillée dans son texte classique.

Oscillateur harmonique

Un oscillateur harmonique est un oscillateur idéal dont l'évolution au cours du temps est décrite par une fonction sinusoïdale, dont la fréquence ne dépend que des caractéristiques du système et dont l'amplitude est constante. Ce modèle mathématique décrit l'évolution de n'importe quel système physique au voisinage d'une position d'équilibre stable, ce qui en fait un outil transversal utilisé dans de nombreux domaines : mécanique, électricité et électronique, optique. Il néglige les forces dissipatives (frottement par exemple).

Définition d'opérateur

La définition d'opérateur est une fonctionnalité offerte par certains langages de programmation qui permet d'utiliser des opérateurs (comme +, = ou ==) comme des fonctions ou des méthodes en les définissant pour de nouveaux types de données. Les opérateurs ne sont pas nécessairement des symboles. Parfois, la définition de nouveaux opérateurs est autorisée. Il s'agit généralement de sucre syntaxique, et peut facilement être émulé par des appels de fonction ou de méthode : avec définition d'opérateurs : a + b * c ; sans définition d'opérateurs : somme (a, produit (b, c)).

Relation de commutation canonique

En mécanique quantique, la relation de commutation canonique est la relation fondamentale entre les grandeurs conjuguées canoniques (grandeurs qui sont liées par définition telles que l'une est la transformée de Fourier d'une autre). Par exemple : entre l'opérateur de position x et l'opérateur d'impulsion px dans la direction x d'une particule ponctuelle dans une dimension, où est le commutateur de x et px , i est l'unité imaginaire, et est la constante de Planck réduite .

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