Mécanique ondulatoire - Définition et Explications

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Présentation

La mécanique ondulatoire est, comme son nom l'indique, une mécanique régie par la propagation d'une onde de probabilité.

La mécanique classique d'une particule ponctuelle n'est pas capable de décrire ce qui est expérimentalement observé : les phénomènes d'interférences électronique, photonique, neutronique, etc. La mécanique quantique (La mécanique quantique est la branche de la physique qui a pour but d'étudier et de...) modélise le comportement ondulatoire des particules .

Origines

L'origine de la mécanique ondulatoire (La mécanique ondulatoire est, comme son nom l'indique, une mécanique régie par la propagation...) se situe au début du XXe siècle ; elle commence avec les travaux d'Albert Einstein (Albert Einstein (né le 14 mars 1879 à Ulm, Wurtemberg, et mort le...) qui associe une particule, le photon (En physique des particules, le photon (souvent symbolisé par la lettre γ — gamma)...), à une onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible...), la "lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...)", qui s'étend des rayons gamma aux ondes radios (A supprimer), et se complète avec Louis de Broglie (Louis Victor de Broglie, prince, puis duc de Broglie (15 août 1892 à Dieppe,...) qui définit le comportement des électrons sous forme d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation...).

De ces antagonismes est né ce que l'on appelle la "dualité onde-corpuscule".

Définition (Une définition est un discours qui dit ce qu'est une chose ou ce que signifie un nom. D'où la...) mathématique

À toute particule de masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...) m et de vitesse (On distingue :) v était associée une onde de longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus...) d'onde l et de fréquence (En physique, la fréquence désigne en général la mesure du nombre de fois qu'un...) n.

\lambda =   {h\over\ p }

Si nous représentons la trajectoire (La trajectoire est la ligne décrite par n'importe quel point d'un objet en mouvement, et...) d'un électron (L'électron est une particule élémentaire de la famille des leptons, et possèdant une charge...) par une corde de violon en vibration, l'analyse de Fourier démontre que les sons se forment à partir d'un nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre...) entier d'ondes fondamentales.

La fonction d'onde décrit les états propres de quantité de mouvement (En physique, la quantité de mouvement est la grandeur physique associée à la vitesse et la masse...). Plus la fonction d'onde est resserrée, plus la fréquence est élevée.

Une particule est une onde qui se propage dans tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) l'espace dont l'amplitude (Dans cette simple équation d’onde :) de probabilité (La probabilité (du latin probabilitas) est une évaluation du caractère probable d'un...) nous permet de connnaître la position à un moment t.

Histoire de la mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes...) ondulatoire

Louis de Broglie eut l'idée d'associer une fonction d'onde à chaque particule : cela implique que l'espace n'est pas uniquement constitué de particules, mais de champs quantiques qui engendrent des forces entre les corps.Par la suite, Albert Einstein et Erwin Schrödinger (Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger (12 août 1887 à Vienne - 4 janvier 1961)...) s'intéressèrent aux travaux de De Broglie : Erwin Schrödinger remplaça tous les niveaux d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) par des configurations ondulatoires et publia sa fameuse équation (En mathématiques, une équation est une égalité qui lie différentes quantités, généralement...) en 1926.

Mais la théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer,...) se heurtait à certaines observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...) concernant les paquets d'ondes. Ce fut Max Born (Max Born (11 décembre 1882 à Breslau, Empire allemand -...) qui trouva la solution du problème par les probabilités. Une nouvelle idée est instaurée : les atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut...) ne sont plus traités individuellement, mais de manière statistique (Une statistique est, au premier abord, un nombre calculé à propos d'un échantillon....).

Ainsi l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection...) de ces travaux renseigne sur la probabilité statistique de l'énergie d'un système.

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