INTRODUCTION A LA MECANIQUE QUANTIQUE

Hervé This

Description

Niveau: Secondaire, Lycée, Première

• mémoire

1 CHAPITRE I INTRODUCTION A LA MECANIQUE QUANTIQUE Christian Ducauze et Hervé This 1 - DE L'OPTIQUE GÉOMÉTRIQUE AUX MODÈLES ACTUELS DE LA LUMIÈRE S'appuyant sur la conception d'une propagation rectiligne de la lumière, l'optique géométrique apparaît dès l'Antiquité : les lois de la réflexion sont déjà connues de l'école platoniciennei ; plus tard, au 2e siècle de notre ère, Ptolémée (90-168) – qui semble bien avoir fait partie de l'école d'Alexandrieii – s'intéresse à la réfraction et mesure la déviation d'un rayon lumineux qui passe de l'air à l'eau ou au verre ; notons toutefois que la loi de la réfraction ne sera établie que bien après. Toutefois, dans l'Antiquité, on considère que le rayon lumineux émane de l'œil et il faudra attendre la fin du 1er millénaire pour voir apparaître l'idée, avec Ibn al-Haytham, que le rayon lumineux émane de l'objet : avec son Traité d'optique, qui a eu un très grand retentissement au Moyen-Âge, il peut être considéré comme fondateur de l'optique géométrique, fournissant notamment une explication de l'arc-en-ciel. Le début du XVIIe siècle est marqué par la publication des travaux fondamentaux de Johannes Kepler concernant l'optique géométrique de la vision (1604) et des lentilles (1611).

• nom de relation de planck-einstein pour l'équation


• mouvement


• rayon lumineux pénétrant dans le cristal


• doctrine solide concernant le mouvement des corps


• lumière


• rayon lumineux


• newton

Sujets

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• Planck
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• Malebranche
• Sommerfeld
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Informations

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Extrait

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CHAPITRE I

INTRODUCTION A LA MECANIQUE QUANTIQUE

Christian Ducauze et Hervé This

1  -  D E L  OPTIQUE GÉOMÉTRIQUE AUX MODÈLES ACTUELS DE LA LUMIÈRE 



Sappuyant sur la conception dune propagation rectiligne de la lumière,loptique

géométrique apparaît dès lAntiquité : les lois de la réflexion sont déjà connues de lécole platonicienne i ; plus tard, au 2 e siècle de notre ère, Ptolémée (90-168)  qui semble bien avoir fait partie de lécole dAlexandrie ii  à la réfraction et mesure la déviation dun sintéresse

rayon lumineux qui passe de lair à leau ou au verre ; notons toutefois que la loi de la

réfraction ne sera établie que bien après.

Toutefois, dans lAntiquité, on considère que le rayon lumineux émane de lil et il faudra attendre la fin du 1 er millénaire pour voir apparaître lidée, avec Ibn al-Haytham, que le rayon lumineux émane de lobjet : avec sonTraité doptiquea eu un très grand retentissement, qui

au Moyen-Âge, il peut être considéré comme fondateur de loptique géométrique,

fournissant notamment une explication de larc-en-ciel. Le début du XVII e siècle est marqué par la publication des travaux fondamentaux de Johannes

Kepler concernant loptique géométrique de la vision (1604) et des lentilles (1611).

Parallèlement, René Descartes (1596-1650) sintéresse à la réfraction, sans grand succès dailleurs ; en fait, la loi de la réfraction sera établie par Snellius en 1620 iii . Le mérite de Descartes sera davoir plutôt essayé de concevoir une théorie scientifique de la propagation de

la lumière, quil perçoit comme un ébranlement de la matière se transmettant instantanément,

avec une vitesse infinie et sans transport de matière : cest bien lamorce dun modèle

corpusculaire du phénomène de la lumière.

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Dans la seconde moitié du XVII e  sont observés des phénomènes lumineux quon ne siècle,

peut expliquer par loptique géométrique : par exemple la diffraction, les couleurs des lames minces ou la double réfraction 1 On doit alors se tourner vers une autre théorie de la.

propagation de la lumière : une théorie dite ondulatoire, parce quelle considère la lumière

comme due à des ondes, des vibrations.

Cesdeux théoriesla théorie corpusculaire et la théorie ondulatoire coexistent alors, et,

dans un mémoire présenté à laRoyal Societyen 1672, Isaac Newton (1643-1727) élabore une

théorie mixte où domine lexplication corpusculaire. Il soppose alors vivement à Robert

Hooke (1635-1703) qui défend la seule théorie ondulatoire. Quelques dizaines dannées après,

dans sonOptique(1704, 1706), Newton sera conduit à admettre que la lumière est constituée

de corpuscules, de grosseur variable selon la couleur, se déplaçant dans un milieu nommé

léther, à une vitesse finie, et produisant des vibrations dont la fréquence varie aussi avec la

couleur. A la même époque, Nicolas Malebranche (1638-1715), partisan de la théorie

ondulatoire, fait la distinction entre fréquence et amplitude des vibrations, quil présente

comme étant longitudinales ; Christiaan Huygens (1629-1695) fait dailleurs la même

hypothèse. Il faudra attendre le début du XIX e siècle pour que Thomas Young (1773-1820) introduise le

principe de linterférence des ondes lumineuses, renforçant ainsi lhypothèse ondulatoire qui

cependant reste encore imprécise. Celle-ci ne sera réellement développée quensuite par

Augustin Fresnel (1788-1827), qui, le premier, substitue une vibration transversale à la

vibration longitudinale imaginée jusqualors. La théorie ondulatoire semble alors devoir

lemporter : en 1865, James Clerk Maxwell (1831-1879) établit la nature électromagnétique

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