Chapitre 11 Vers la physique quantique BOISSONS Chapitre 11 Vers la physique quantique

Les transitions énergétiques

Domaines spectraux et natures des transitions mises en jeu

Principe de fonctionnement d’un LASER Particule excitable Principe de fonctionnement d’un LASER

Technique de l’écho-LASER Même si faisceau laser très directif, il existe un petit angle de divergence de qq milliradian. Néanmoins sur la lune cela donne une tache de 10 km ! et donc peu de photons sont renvoyés par le miroir lunaire vers la station émettrice du laser Technique de l’écho-LASER

Huygens de La Haye Sir Th. Young James Maxwell d’Aberdeen Heinrich Hertz de Berlin Einstein all puis US

Effet Compton Arthur Compton (1892 – 1962) Manifestation du comportement particulaire de la lumière : observation interprétée comme collision élastique entre photon et un électron au repos. Après le choc, le photon voit son énergie diminuer (donc sa longueur d’onde augmenter : E = hc/λ ) au profit de l’électron Effet Compton

La métaphore du cylindre ou La dualité onde-corpscule Au cours de l’Histoire, les physiciens ont donc interprétés la nature lumière soit comme une onde soit comme une particule. Pour autant, ces 2 concepts sont insuffisants pour décrire dans son ensemble la nature de la lumière. Elle suit les 2 comportements. Ce sont les cdt de l’exp qui oriente son comportement. On parle alors de dualité. La métaphore du cylindre ou La dualité onde-corpscule

Relation de de Broglie Louis de Broglie (1892 – 1987)   Thèse 1924 pour proposer que tous les objets µ (electrons, neutrons, protons …) se comportent doublement comme la lumière. Meee en 1927 avec diffraction électron face à obstacle ou petite ouverture puis interférences qq années plus tard => Nobel en 1929 de physique Max Karl Enst Ludwig Planck (1858 - 1947 , Allemagne)  prix Nobel de physique de 1918 pour ses travaux en théorie des quanta1. Il a reçu la médaille Lorentz en 1927 et le prix Goethe en 1945. C'est l'un des fondateurs de la mécanique quantique. Relation de de Broglie

“Spaceship Earth” at Walt Disney World Resort, inspired by Buck Fuller’s geodesic domes the geodesic dome : sphere alike shape composed by a network of triangles. Once more we can see Fuller’s desire to accomplished results and built something with the minimum effort and maximum efficiency. With this design  it was possible to built a dome in an easier way but with a strong structure, since the triangle network permitted to distribute the weight evenly. The Montreal Biosphere, World Fair 1967 Les fullerènes

Utilisation du caractère ondulatoire de la matière « Le ciel était d'un bleu hivernal splendide, qui en paraissait presque artificiel ; un bleu de phtalocyanine. » M. Houellebecq, La carte et le territoire, 2010. myoglobine : protéine des vertébrés = chaîne unique de 153 aa avec noyau porphyrique et ion fer II au centre. Permet transport et stockage intracellulaire dioxygène (notamment muscle). Monomère (différent Hb avec 4 monomères). Couleur rouge et son abondance dans certains muscles ou chez certaines espèces expliquent diff. d'apparence entre viande blanche et viande rouge. image d’une molécule de phtalocyanine (colorant bleu) sur une surface de SiC carbure de silicium organisme marin (* 525) sorte de ver, plus gros qu’un atome, taille d’une bactérie, qq µm Ciron (Acarus siro). minuscules acariens (apparentés aux araignées, donc) qui colonisent les croûtes des fromages. Presque invisibles à l'oeil nu, ils "rongent" les croûtes et génèrent l'apparition d'une fine et abondante poussière brune dans laquelle ils se camouflent. Si certains luttent contre l'envahisseur, d'autres les tolèrent, voire les recherchent. Ainsi, sur certains fromages auvergnats, les cirons sont de rigueur et signe de haute qualité Utilisation du caractère ondulatoire de la matière

Aspect probabiliste: le chat de Schrödinger Idée de Schrodinger : Enferme un chat dans boite avec flacon contenant poison et une quantité de matière radioactive. Dès qu’un noyau radioactif se désintègre un compteur Geiger enregistre la radiation et déclenche un mécanisme cassant le flacon et libère le poison mortel. Ainsi, un événement µ (désintégration radio) se traduit par un évé macro (mort du chat). La désintégration radio est un processus purement quantique. On ne peut estimer que la probabilité qu’un certain nb de noyau se soit désintégré après un temps donné. Par ex: 50 % de chance qu’un noyau soit désintégrer après 5 min. 50 % que non !!! Du coup, après 5 min, le chat a 50 % d’etre en vie et 50 % d’etre mort !!!!!!!!!!!! Aspect probabiliste: le chat de Schrödinger

Aspect probabiliste des phénomènes quantiques Figures observées à l’écran Montage expérimental Aspect probabiliste des phénomènes quantiques

Dans l’encadré, proba de trouver un électron autour du noyau