Introduction à la physique quantique
Présentation
Cet ouvrage expose les grandes idées et notions clefs de la mécanique quantique et y développe de façon concise le formalisme et les principales méthodes qui en découlent.
Les récentes applications de la mécanique quantique sont illustrées par de nombreux exemples tirés de domaines scientifiques multiples, dont l’astrophysique et les nanotechnologies. De nombreux exercices corrigés permettent d’affiner et compléter le cours.
Enfin, des conseils méthodologiques et des bilans réguliers de connaissances permettent au lecteur de vérifier sa maîtrise des concepts et méthodes, et d’évaluer sa progression dans la compréhension du monde quantique.
Des compléments en ligne sont téléchargeables sur le site dunod.com.
Sommaire
Introduction au monde quantique. Pourquoi, et comment, étudier la physique quantique ? La physique quantique aujourd’hui. Grands principes et notions clefs de la physique quantique. Lumière et matière : dualité onde-corpuscule. Aspects corpusculaires de la lumière, photons. Aspects ondulatoires de la matière, onde de de Broglie. Quantification(s) et notion d’état quantique. Système à deux états de polarisation. Autres exemples de systèmes à 2 états. Généralisation : système à plus de deux états. Superposition et intrication d’états. Mesure des grandeurs physiques. Retour sur la notation de Dirac. Les 3 étapes d’une mesure quantique. Mesure et perte d’objectivation sur le monde. Observables compatibles et relations de Heisenberg. Évolution. Notion de Hamiltonien et équation de Schrödinger. États stationnaires. Applications : oscillations de neutrinos et horloges atomiques. La mécanique quantique en termes de fonction d’ondes. Propriétés d’une fonction d’onde. Marches et puits de potentiels, de l’effet tunnel au vide quantique. Spin, atomes et molécules. Moments cinétiques en physique quantique. Atome d’hydrogène. Particules indiscernables et principe de Pauli. Première description des atomes. Physique quantique et Relativité : vertiges, promesses et problèmes. Vers un modèle « standard » Problèmes et limitations actuelles.
