Emergence des concepts quantiques

Niveau LMD	L3
Auteur(s) du grain	Abdelhadi Kassiba - Université du Maine
Résumé
Le cours introduit les expériences historiques dont l'interprétation correcte a nécessite de nouveaux concepts de la matière et du rayonnement. Ainsi, l'expérience du rayonnement du corps noir interprétée par Planck introduit la quantification des échanges matière-rayonnement et l'effet photoélectrique et l'effet Compton soulignent la nature corpusculaire du rayonnement. De même les prémisses des connaissances de la structure de l'atome et des modèles pré-quantiques ont contribué à interpréter la première structure énergétique sur l'atome d'hydrogène et son spectre d'émission. L'ensemble de ces connaissances ont ouvert le champ à une nouvelle discipline (Physique Quantique) qui a été et demeure une théorie à la base de révolutions technologiques dans les domaines de l'optique et l'électronique avec même la transition vers les nanotechnologies.
Mots-clés
effet Compton, rayonnement du corps noir, effet photoélectrique, nature corpusculaire du rayonnement et modèle de Bohr et Sommerfeld pour l'atome d'hydrogène.
Prérequis
notion d'électricité, densité d'énergie électromagnétique et propriétés des métaux.
Objectif(s) pédagogique(s)
comprendre et Analyser des expériences physiques à la base des nouveaux concepts de la matière et du rayonnement exploités dans la théorie quantique.
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Dualité onde-particule et principe de Heisenberg

Niveau LMD	L3
Auteur(s) du grain	Abdelhadi Kassiba - Université du Maine
Résumé
Le cours porte sur la validité de la description corpusculaire du rayonnement au regard d'autres expériences jusqu'alors interprétées par l'aspect ondulatoire du rayonnement. La dualité onde-corpuscule pour la rayonnement est alors décrite et justifiée. Cette même analyse est ensuite appliquée aux nouveaux concepts liés à la matière et les expériences qui ont servi à assoir la notion de dualité onde-corpuscule pour des particules matérielles et l'étude de leurs mouvements dans la cadre de la mécanique quantique. La deuxième contribution du cours porte sur les inégalités de Heisenberg, leurs définitions et la discussion de leur contenu dans la cadre de théorie quantique.
Mots-clés
dualité onde-corpuscule, interférences et diffraction d'électrons, ondes de matières et inégalités de Heisenberg.
Prérequis
phénomènes d'interférences et diffraction, physique ondulatoire et outils statistiques (valeur moyenne, écart quadratique moyen).
Objectif(s) pédagogique(s)
justifier la notion de dualité onde-corpuscule pour la matière et le rayonnement et introduire et discuter le principe de Heisenberg qui constitue l'un des principes fondateurs de la mécanique quantique.
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