UE Physique microscopique

Diplômes intégrant cet élément pédagogique :

Descriptif

L’objectif est de fournir les bases de la physique microscopique du début du XX° siècle. Ces bases forment le préalable du cours de mécanique quantique du S6. L’objectif est donc d’introduire un certain nombre de notions telles que le Hamiltonien en mécanique analytique, les bases de la relativité restreinte, et les grandes expériences fondatrices et révolutions scientifiques (modèle de Bohr, effet photoélectrique, etc.) de cette période. La mécanique quantique est ensuite abordée dans son volet ondulatoire, en traitant le problème de potentiels uniformes par morceaux. Les outils mathématiques plus élaborés de la mécanique quantique (Espaces de Hilbert et formalisme de Dirac) seront introduits au second semestre.  

Cours Magistraux :

1) Introduction ou rappels sur la relativité restreinte.

        Limites de la physique galiléenne.

        Transformations de Lorentz.

        Interactions de particules. Notion de section efficace.

2) Aspects corpusculaires de la lumière.

        Rayonnement du corps noir et première approche de la quantification du champ       

        électromagnétique.

        Effet photo-électrique.

        Effet Compton.

3) Aspects ondulatoires de la matière.

        Expériences d’interférences atomiques.

        Modèle de Bohr et quantification de l’énergie.

        Ondes de De Broglie et relations de dispersion.

4) Introduction à la mécanique analytique

        Principe de moindre action. Lagrangien et équations de Lagrange.

        Formalisme Hamiltonien. Espace des phases.

        Quantification de Bohr-Wilson-Sommerfeld

5) Mécanique ondulatoire

        Fonctions d’onde et équation de Schrödinger.

        Relations d’incertitude de Heisenberg

        Etats propres d’énergie.

        Application aux potentiels uniformes par morceaux.

 

Pré-requis recommandés

 Electromagnétisme
 Vibrations-ondes et optique ondulatoire

Compétences visées



Bibliographie

Hladik, Jean, and Michel Chrysos. Introduction à la mécanique quantique: cours et exercices corrigés. 2006. DUNOD
Cohen-Tannoudji, C., B. Diu, and F. Laloë. "Mécanique Quantique, Tome I, Hermann." (1973). Chapitre I

Livre : Claude Aslangul – Mécanique Quantique Tome 1 – Fondements et premières applications - Editions De Boeck

En ligne, morceaux choisis dans le cours de Feynman :

https://www.feynmanlectures.caltech.edu/

Informations complémentaires

Méthode d'enseignement : En présence
Lieu(x) : Grenoble
Langue(s) : Français