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  • Des particules aux ondes

  • La physique quantique est l'appellation générale d'un ensemble de théories physiques qui s'opposent à celle de physique classique, cette dernière ayant échoué dans la description de l'infiniment petit (atomes, particules) et dans celle de certaines propriétés du rayonnement électromagnétique.
    La physique quantique comprend : l'ancienne théorie des quanta, les postulats de la mécanique quantique, la mécanique quantique non relativiste, la physique des particules, la physique de la matière condensée, la physique statistique quantique, la chimie quantique, les théories candidates à une description de la gravité quantique.
La physique quantique est l'appellation générale d'un ensemble de théories physiques qui s'opposent à celle de physique classique, cette dernière ayant échoué dans la description de l'infiniment petit (atomes, particules) et dans celle de certaines propriétés du rayonnement électromagnétique.
La physique quantique comprend : l'ancienne théorie des quanta, les postulats de la mécanique quantique, la mécanique quantique non relativiste, la physique des particules, la physique de la matière condensée, la physique statistique quantique, la chimie quantique, les théories candidates à une description de la gravité quantique.
 #38470    par Tutiou
 lundi 29 février 2016 à 21:28
Ah oui, j'ai déjà entendu parlé de ces trois nombres quantiques. Et c'est sur eux qu'est basé le principe d'exclusion ? Il me semble que deux électrons ayant les mêmes nombres quantiques ne peuvent occuper la même orbite. Mais comment ça se passe pour le spin sur les orbites autres que celle de Bohr, c'est du 50-50 ?
 #38474    par bongo
 lundi 29 février 2016 à 23:33
Tutiou a écrit :Ah oui, j'ai déjà entendu parlé de ces trois nombres quantiques. Et c'est sur eux qu'est basé le principe d'exclusion ?
Oui ainsi que sur un dernier nombre quantique : le spin.
Tutiou a écrit :Il me semble que deux électrons ayant les mêmes nombres quantiques ne peuvent occuper la même orbite.
En fait ce n'est pas une orbite, puisqu'il n'y a plus de trajectoire. On appelle cela une orbitale. En fait deux électrons peuvent occuper la même orbitale, à condition qu'ils n'aient pas le même spin, ce qui est possible puisque ces électrons sont des fermions, de spin 1/2, donc il y a deux états de spin possible.
Tutiou a écrit :Mais comment ça se passe pour le spin sur les orbites autres que celle de Bohr, c'est du 50-50 ?
Pas compris la question. Il n'y a pas d'orbite, en fait le modèle de Bohr est faux.
 #38488    par Tutiou
 mardi 1 mars 2016 à 21:25
bongo a écrit :En fait ce n'est pas une orbite, puisqu'il n'y a plus de trajectoire. On appelle cela une orbitale.

OK, je ne connaissais pas le mot, mais je savais que le modèle de Bohr n'est pas représentatif (en même temps, c'est compliqué de s'imaginer ce qui se passe dans un atome).

bongo a écrit :Pas compris la question.

Je reformule ! Tu dis que deux électrons peuvent occuper la même orbitale s'ils ont des spins différents. Du coup, sur la première orbitale, on a deux électrons de spins différents. Je ne connais pas les valeurs des spins que peux avoir un électron. C'est -1/2 et 1/2 ? Ou des multiples de 1/2 ?

En posant ma question, je pensais qu'on ne pouvait avoir que -1/2 et 1/2, donc je me suis dit que sur la première orbitale, et bien on a deux électrons avec ces deux valeurs, et je me suis demandé alors comment ça se répartissait sur les autres couches. La deuxième : quatre électrons de spin -1/2 et quatre autres de 1/2 ? Mais maintenant que tu dis qu'on doit avoir des spins différents, ma question perd sens 0-icon_rolleyes
 #38495    par bongo
 mercredi 2 mars 2016 à 17:36
Tutiou a écrit :Je reformule ! Tu dis que deux électrons peuvent occuper la même orbitale s'ils ont des spins différents. Du coup, sur la première orbitale, on a deux électrons de spins différents. Je ne connais pas les valeurs des spins que peux avoir un électron. C'est -1/2 et 1/2 ? Ou des multiples de 1/2 ?
seulement -1/2 et +1/2.
Tutiou a écrit :En posant ma question, je pensais qu'on ne pouvait avoir que -1/2 et 1/2, donc je me suis dit que sur la première orbitale, et bien on a deux électrons avec ces deux valeurs, et je me suis demandé alors comment ça se répartissait sur les autres couches.
En fait, sur la première couche, il y a une seule orbitale possible : 1s, qui contient forcément 2 électrons.
Bon… je pense que tu n’as pas compris le poste où j’expliquais les valeurs que pouvait prendre les nombre n, l et m.
Tutiou a écrit :La deuxième : quatre électrons de spin -1/2 et quatre autres de 1/2 ? Mais maintenant que tu dis qu'on doit avoir des spins différents, ma question perd sens 0-icon_rolleyes
Donc sur la deuxième orbitale, on a n=2.

Cela impose que l peut prendre 2 valeurs : l=1 et l=0.
Sur la sous-couche n=2 et l=0, on montre que le nombre m ne peut prendre qu’une seule valeur : m=0. Cette couche, on l’appelle 2s, qui ne peut contenir que 2 électrons.

Sur la sous-couche n=2 et l=1, on montre que le nombre m peut avoir 3 valeurs : m=-1 m=0 et m=+1. Donc dans l’orbitale appelée 2p, il y a 3 cases, qui peuvent contenir 6 électrons en tout.

Je résume :
- Couche n=1, on a un moment orbital nul l=0, ça impose forcément une projection sur l’axe des z nul. Les nombres quantiques possibles sont :
o (1,0,0,+1/2) et (1,0,0,-1/2), c’est la couche 1s
- Couche n=2, on a un moment orbital qui peut valoir 0 ou 1 :
o (2,0,0,+1/2) et (2,0,0,-1/2) c’est la sous-couche 2s, là je compte 2 électrons
o (2,1,-1,+1/2), (2,1,-1,-1/2), (2,1,0,+1/2), (2,1,0,-1/2), (2,1,+1,+1/2), (2,1,+1,-1/2), là je compte 6 électrons
 #38500    par Tutiou
 mercredi 2 mars 2016 à 21:55
Si je vois comment ça marche pour les valeurs des trois premiers nombres quantiques, mais quand j'ai vu ton post :
bongo a écrit :On appelle cela une orbitale. En fait deux électrons peuvent occuper la même orbitale, à condition qu'ils n'aient pas le même spin, ce qui est possible puisque ces électrons sont des fermions, de spin 1/2, donc il y a deux états de spin possible.

Du coup je me suis dit qu'il y aurait un problème sur la deuxième orbitale, qui est occupée par huit électrons, et comme la valeur du spin ne peut être que de -1/2 ou de 1/2... Bref, un malentendu !

Mais merci de tout reprendre en détail Y-16
 #46035    par lodeli
 samedi 20 octobre 2018 à 14:46
je relance le sujet, car depuis quelque temps, je me suis lancé dans le visionnage des nombreuses vidéos sur la physique quantique que l'on trouve sur le net.
Mais faibles notions sur le sujet se limitaient à la dualité onde/matière et à l'évocation de Schrödinger, son équation et son chat.
Dans le monde de folie qu'est la physique quantique je me pose une question (parmi des milliers d'autres) que je voudrais exposer ici.

Elle concerne les condensats de Bose Einstein.
Un des éléments fondamentaux de la physique quantique est la dualité onde/matière. On sait qu'une onde électromagnétique peut être considérée comme un flux de photons dont on sait calculer l'équivalence. Cette dualité permet d'étudier les ondes sous différents aspects, mais apparaît a priori plus comme une notion théorique que comme une réalité physique. Pourtant la transformation de particules en condensat qui intervient lorsqu'on dépasse le zéro absolu (autre grand mystère) ressemble vraiment à une réalité physique qui expliquerait la dualité o/m.

C'est la que pour moi ce pose une grande question :
comment se fait-il que cette transformation n'apparaisse concrètement que dans une situation de froid infini (voire d'énergie négative) alors que la théorie qui en découle s'applique systématiquement et plutôt en rapport avec des énergies élevées.

C'est pour moi un grand mystère de la physique quantique qui de toute façon m'apparaît pour moi que comme un ensemble de grands mystères.

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