Les orbitales (représentation spatiale déduite des fonctions d’onde)
pour des niveaux d’énergie de l’électron dans l’atome d’hydrogène.
https://giphy.com/gifs/physics-quantum-mechanics-hydrogen-atom-1hrRDfXTUw2pa
On peut donc concevoir que par suite d’une grande loi de la Nature, à chaque morceau d’énergie de masse propre m, soit lié un phénomène périodique de fréquence n0 telle que l’on ait : h n0 = m c2 , n0 étant mesurée, bien entendu, dans le système lié au morceau d’énergie. Cette hypothèse est la base de notre système : elle vaut, comme toutes les hypothèses, ce que valent les conséquences qu’on en peut déduire.
Louis De Broglie. Recherche sur la théorie des quantas. Annales de Physique – 10e Série – Tome III – Janvier-Février 1925.
Par des considérations qui ne peuvent être développées ici (portant sur les vitesses de phase et de groupe), on obtient la relation :
λ = h / p
(longueur d’onde associée à la particule de quantité de mouvement p)
donc, en situation non relativiste :
ou en situation relativiste :
(voir : https://fr.wikipedia.org/wiki/Vitesse_d%27une_onde et https://fr.wikipedia.org/wiki/Hypoth%C3%A8se_de_De_Broglie).
L’idée fondamentale de [ma thèse de 1924] était la suivante : « Le fait que, depuis l’introduction par Einstein des photons dans l’onde lumineuse, l’on savait que la lumière contient des particules qui sont des concentrations d’énergie incorporée dans l’onde, suggère que toute particule, comme l’électron, doit être transportée par une onde dans laquelle elle est incorporée […] Mon idée essentielle était d’étendre à toutes les particules la coexistence des ondes et des corpuscules découverte par Einstein en 1905 dans le cas de la lumière et des photons.
Louis De Broglie.
L’objectif de ce travail est d’appliquer l’hypothèse de De Broglie à l’atome de Bohr d’une part et aux interférences électroniques d’autre part. Il s’agit de vérifier la validité de documents scientifiques.
On pourra consulter également, sur ce même site, les chantiers :
Dualité https://jcmarot.com/2016/12/24/dualite/
L’atome de Bohr https://jcmarot.com/2017/01/14/latome-de-bohr/
Pour les interprétations et polémiques autour de la mécanique quantique voir le document : [interprétations.pdf] interprétations
On pourra consulter également sur ce même site : Interprétations quantiques
Tous les documents nécessaires sont téléchargeables à l’adresse DOCS (dossier quantique (4)).
Consigne 1 individuellement puis comparaison en groupe (30 min)
Utilisation des documents : [quanton.pdf] quantons et [situation hydrogène.pdf] situation hydrogène
Il s’agit de vérifier la validité de la description de l’atome d’hydrogène selon Bohr et De Broglie.
Animation tableaupour la mise au point.
Consigne 2individuellement puis comparaison en groupe (50 min)
Utilisation du document : [situation electrons.pdf] situation electrons. Il s’agit de vérifier le résultat numérique proposé.
Animation tableaupour la mise au point.
Magistral (diapos disponibles : [dualité.pptx] ; [orbitales.pptx] ; [vibrations
orbitales.pptx] ; [images atomes.pptx] ; [historique.pptx]).
Mode de vibration U03 d’une peau de tambour équivalent à l’orbitale 3s (ci-dessous) https://fr.wikipedia.org/wiki/Orbitale_atomique
http://www.falstad.com/qmatom/
Tous les documents nécessaires sont téléchargeables à l’adresse DOCS (dossier quantique (4)).
Chantiers de Sciences 