MÉCANIQUE QUANTIQUE

Responsable

Adresse mail

Numéro de téléphone

CORDAN Anne-Sophie, Pr

as.cordan@unistra.fr, bureau B201,

03 68 85 44 25

Autre(s) enseignant(s)

LEROY Yann

Code APOGEE

Formation - Année - Semestre - Option

Coefficient = ECTS

Volume horaire

EP011M05

Ingénieur - 1A G - S5

Etudiants FLE HUST - S1

3

17.50h CM, 17.50h TD

EXAMENS

Durée

Documents autorisés

      Si oui, lesquels :

Calculatrice école autorisée

Session 1

Examen écrit 1h45

Non

Non

Session 2

Examen écrit 1h15

Non

Non

Prérequis

Mécanique classique

Objectifs du cours

• Acquérir les bases de la Mécanique Quantique (dans le formalisme de Dirac).
• Comprendre les notions de dualité onde/corpuscule,  de fonction d’onde  et de probabilité de présence d’une particule,  de niveaux d’énergie quantifiés, de spin.
• Appliquer les postulats d’évolution temporelle d’un état, de prédiction de résultats de mesure, de perturbation due à la mesure.

Ces bases sont incontournables pour la Physique en général (Physique Statistique, Atomique, Subatomique, Matière Condensée, Astrophysique), mais aussi pour la description de nouveaux phénomènes liés à la miniaturisation des composants  (échelle nanométrique).

Programme détaillé

•    Dualité onde/corpuscule (relations de Planck-Einstein et de Broglie).

•    Formalisme mathématique de Dirac.

•    Postulats (ex : équation de Schrödinger).

•    Oscillateur harmonique : niveaux d’énergie quantifiés (modèle utilisé pour décrire de petites vibrations dans un réseau).

•    Particule dans un potentiel central, application à l’atome d‘hydrogène (problème à trois dimensions)

•    Spin : explication de sa découverte.

Applications (TD, TP ou projets)

Exercices portant sur les chapitres figurant dans le programme :

calcul de taux de transmission à travers une barrière tunnel (microscope à effet tunnel), résolution de l’équation de Schrödinger (niveaux d’énergie caractérisant tout système quantique),  quantification du moment cinétique (atome d’hydrogène).

Compétences acquises

A partir de ces bases, il sera possible d’aborder la Physique du solide, Physique des Semiconducteurs, et aussi la Physique Atomique et Subatomique, la Physique Statistique et le Magnétisme en 2e année.

Les concepts fondamentaux (différents de ceux de la Mécanique Classique) seront acquis.