Mécanique quantique

Compétences requises

Mécanique classique

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Classical mechanics

Compétences visées

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).

À 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.

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Learn the basics of Quantum Mechanics (in Dirac formalism).

Understand the concepts of : :duality wave / particle, wave function and probability of presence of a particle, quantized energy levels, spin.

Apply the postulates : time evolution of a state, prediction of the measurement results, perturbation due to the measurement.

These bases are essential for Physics in general (Statistical Physics, Atomic and Subatomic Physics, Condensed Matter, Astrophysics), but also for the description of new phenomena related to miniaturization of components (nanoscale). 

From these bases, it will be possible to approach Solid State Physics, Semiconductor Physics, and also Atomic and Subatomic Physics, Statistical Physics and Magnetism in the 2nd year.

The fundamental concepts (different from those of Classical Mechanics) will be acquired.

Syllabus

• 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.

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• Duality wave / particle (Planck-Einstein and de Broglie relations).
  
• Mathematical formalism of Dirac.
  
• Postulates (eg Schrödinger equation).
  
• Harmonic Oscillator: quantized energy levels (model used to describe small vibrations in a network).
  
• Particle in a central potential, application to hydrogen (three-dimensional problem)
  
• Spin: explanation of its discovery.

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