Physique quantique: fait ou fiction? (2): atomes et ondes physiques

* Disclaimer: Dans cette série, nous publions un résumé des chapitres les plus importants du livre (Quantum Physics: Fact or Fiction?!) par le Dr Alistair Ray, ancien professeur de physique à l'Université de Birmingham. Atomes et ondes physiques Tout comme le modèle d'onde de la lumière s'est installé en physique classique, ainsi aussi, au tournant du XXe siècle, il a presque certainement établi que le matériau est composé de particules extrêmement petites, ou des atomes. La théorie atomique de Dalton a clairement réussi à expliquer les processus chimiques, et il s'avère que le phénomène de "Brownian Motion" (dans lequel les particules de fumée dans l'air subissent des fluctuations irrégulières) est également expliquée par des collisions aléatoires entre les molécules. Toutes les tentatives de physique classique n'ont pas décrit la structure de l'atome sous une forme plus détaillée. Peu avant la Première Guerre mondiale, Niels Bohr (et sera beaucoup plus souvent nommé à partir de maintenant) a conçu un modèle pour expliquer la structure d'un atome d'hydrogène (contenant un seul électron). L'orbite de l'électron dans ce modèle reste stable dans certaines conditions. Ce modèle a été remarquablement réussi, mais n'a pas expliqué les propriétés des atomes contenant plus d'un électron, et n'a pas trouvé la raison pour les orbites stables de ces électrons.[citation nécessaire] Près d'une décennie plus tard au début des années 1920, le physicien français Louis de Broglie a avancé une hypothèse révolutionnaire: si des ondes légères parfois Se comporter comme des particules; est-il possible, alors, que des microparticules comme des électrons et des noyaux d'atomes se comportent parfois comme des vagues? Peut-être envisageons-nous de mener une expérience à double tranchant à l'aide d'un faisceau d'électrons pour valider cette étrange idée (comme dans la figure 112). À l'époque, cela n'était pas possible en pratique; Parce que, selon les calculs de De Bruye, la longueur d'onde du faisceau d'électrons était si courte que les bords du motif d'interférence étaient si proches ensemble qu'ils ne pouvaient pas être Mais l'idée de De Bruye a été confirmée par une autre expérience similaire, dans laquelle les électrons ont dévié après avoir traversé un cristal de nickel. Dans cette expérience, il a observé un motif d'intensité variable, et a expliqué que certaines interférences se sont produites entre les vagues d'électrons qui s'étaient déviées après avoir traversé les niveaux de différents atomes dans le cristal, confirmant que le faisceau d'électrons se comportait réellement comme des vagues dans cette situation. Récemment, il est devenu possible de générer un faisceau d'électrons avec une longueur d'onde suffisante pour montrer le motif d'interférence dans l'expérience à double tranchant. D'autres expériences ont ensuite été menées à l'aide de neutrons, d'atomes, de molécules et d'autres particules, qui ont tous été confirmées pour avoir les mêmes caractéristiques d'onde. L'hypothèse de la nature vague des particules a également été indirectement confirmée (bien que plus dramatique) par leur capacité à expliquer la structure électronique des atomes. L'explication complète de ce point est au-delà de la portée de notre livre parce qu'il nécessite une analyse mathématique complexe. Combinant l'hypothèse de l'onde physique avec la force d'attraction entre les électrons chargés négativement et le noyau positif, qui est inversement proportionnel au carré de la distance entre eux, produit une équation avec plusieurs solutions, qui détermine la forme des ondes électron dans cette position. Les solutions de cette équation (appelée « proportion de la lumière »), par rapport à la limite « Erwin Schr?dinger ». dans les tubes à vide) a été déterminé par cette caractéristique, et le grand triomphe de l'équation cause était seulement cela. (*) L'expression « valeurs superflues » signifie qu'elles sont des valeurs fractionnées distinctes, comme les entiers. Si nous disons, par exemple, que les niveaux d'énergie d'un électron sont souples; il n'est pas possible que l'énergie d'un électron soit un nombre entre ces valeurs. (translateur) — Source: publié sur la page "centre du cerveau" de facebook