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Commençons...
• A la fin du XIXème siècle, les lois de la nature semblaient totalement connues à travers la théorie de la gravitation ‘’Newton’’ et de l’électromagnétisme ‘’Maxwell ET Faraday’’.
MAIS!!!!!!!!
Pendant le 20ème, la physique classique ou newtonienne n’a pas
pu expliquer beaucoup de nouveaux expériences !
‘’c’est vrai que la pauvre a essayé mais c’était insuffisant et
obscur!’’
PAR
Pourquoi vous êtes surpris ?
mais, oui je parle de la lampe!
Thomas Edison ,
quand il a inventé la lampe ,il avait comme but :
s’éclaircir notre vie. Mais, les physiciens n’ont jamais s’arrêté
de poser les questions? Alors, les
problèmes commencent…
Questions!!
Les physiciens disent:
‘’ lorsqu’on chauffe le filament par un courant électrique ; il émet une lueur ! ‘’
Le problème c’était que :lorsqu’on augmente la
température c.-à-d. lorsqu’on augmente l’intensité du courant électrique; la couleur de cette ‘’lueur’’ change de rouge en
orange en jaune en…
? Et de quel couleur vous croyez qu’elle va se transformer
Bleu peut être??
Oui; et c’est ca le problème !Même si on augmente la
température la couleur va au jaune et après …stop!
Alors pourquoi on n’a pas eu la couleur bleue? Pourquoi?
Alors la physique qui explique ce phénomène n’était pas encore
découverte ! Autrement dit la physique qui explique la relation entre la
température du filament et la couleur du lumière produit!
En 1900,le physicien allemand max Planck a décidé de travailler
durement afin de répondre à notre
question ‘’ pourquoi la couleur de lumière ne se transforme pas en
bleu?
Pour cela, monsieur Planck et quelques amis ont
crée ce qu’on appelle
the ‘’black body’’ ou
le ‘’corps noir’’
Lorsqu’on chauffe ce corps noir, il émet des ondes électromagnétiques dans un domaine de longueurs d’ondes caractéristique de sa
température.
Alors, on a chauffé et chauffé et chauffé et chauffé et chauffé et chauffé et chauffé et chauffé et chauffé et chauffé et chauffé et
chauffé et chauffé …mais rien de bleu apparait !
Pourquoi il est trop difficile d’arriver à ce ‘’bleu’’ et à ses amis
aussi c.-à-d.’’les ultras violets!!!
Croyez-moi-même avec la température
du soleil qui peut arriver jusqu’au
5000°C !
Les scientifiques du 19ème siècles étaient perplexes et
impuissants? Ils ont appelé ce phénomène par :‘’catastrophe des ultras
violets ou catastrophe
ultraviolette‘’
Alors notre ami Planck a pris un pas vers la solution, ce qui veut dire qu’il a pu trouver une relation mathématique entre la couleur
du lueur (fréquence) et l’énergie de cette lueur !
Mais lui-même il n’a pas pu comprendre la nature de ce
linkage!
jusqu'à ce qu’une autre expérience était mise en scène afin de mettre les points sur les
iiiiiiiiiiiii !
Mesdames et messieurs je vous présente ‘’l’électroscope’’
Quand on charge la tige, les feuilles se
chargent à leur tour et se
repoussent mutuellement!
C’est évident!!!!!
Maintenant prenons la lumière rouge et la posons sur la boule
métallique!
Rien n’a changé!!!!
Même si on augmente l’intensité de lumière!
Essayons une autre fois mais avec une lumière bleu !!!
C.-à-d. une lumière d’ultra violet
Et maintenant, les feuilles ne sont plus écartées!
Qui se qui se passe?
Les feuilles ne sont plus écartées ce qui veut dire qu’on n’a plus de
charges!Et qui veut dire aussi que la
lumière bleu a pu effacer et enlever ces charges. La chose que la
lumière rouge n’a pas pu la faire!
C’est ca ce qu’on appelle:
‘’la photoélectrique’’
La catastrophe ultraviolette et la photoélectrique ont été les grands
problèmes des physiciens de 19ème siècle parce qu’ils n’ont pas
pu les expliquer malgré l’utilisation des meilleures sciences de cet époque là!
Sciences????
Oui les sciences qui ont pour base:le caractère ondulatoire de la
lumière!
Autrement dit:la lumière se comporte comme
un vague !
Vous voulez un exemple?
Les bulles de savon!!!!
C’est un phénomène connu surtout par les enfants …les couleurs dans
les bulles sont incroyables !!
Ce phénomène est facile à expliquer si on accepte le
comportement ondulatoire de la lumière!
Une bulle de savon est essentiellement un peu d’air entouré d’une pellicule de savon. Mais cette pellicule a en fait une épaisseur : il s’agit de deux plaques de savon entourant un tout petit peu d’eau. Et c’est grâce à cette
épaisseur que l’on peut voir des couleurs à la surface des bulles. Ceux sont les couleurs du spectre !
Lorsqu’un rayon de lumière frappe la bulle, une partie est réfléchie tandis que l’autre pénètre dans l’épaisseur.
Ce deuxième rayon est alors réfléchi par la deuxième surface de savon .Ce que nous voyons, c’est la somme
du rayon réfléchi et du rayon transmis puis réfléchi
C’est comme les vagues sur la surface d’eau!!!
On dit que la lumière est l’ensemble des ondes d’énergie
dans l’espace !!
Disons que la lumière est ondulatoire nous permet d’expliquer beaucoup de
phénomène …. Mais absolument pas la
photoélectrique et la catastrophe
ultraviolette!
Pour mieux comprendre l’incapacité d’expliquer ces
phénomène:on doit premièrement bien
comprendre comment la lumière agir?
Puisqu’elle est ondulatoire on peut étudier le comportement des
vagues !
Bonne idée n’est ce pas?
Quel est la différence entre ces deux vagues?
Yeh!!!!!!!!!
L’énergie!!!!!
Donc, si la lumière a le comportement d’un vague…Alors, une grande intensité de lumière
signifie une grande énergie !
Mais cela n’est pas le cas !
Vous rappelez?
Quelque soit l’intensité de cette lumière …. Elle n’a pas pu enlever
les électrons et relier les deux plaques!
Contrairement à la lumière bleu!
Alors, le comportement ondulatoire du lumière est
incapable d’expliquer aucune des expériences!
Alors, pour résoudre l’énigme il fallait que quelqu’un pense d’une
manière différente !Comme on dit : quand le
problème est difficile à résoudre il faut penser autrement avec une
différente manière et une différente méthode!
Enfin, en 1905 quelqu’un a pris l’initiative!
Vous le connaissez peut être?
Essayons avec une autre image?
Oui, Le fameux , brillant , génie, surdoué ……
ALBERT EINSTEIN
En 1905, EINSTEIN a dit que nous devons abandonner la théorie
ondulatoire de la lumière et commencer à la voir comme un
courant ou un torrent des particules de la lumière et pas des
ondes de la lumière!
EINSTEIN a utilisé le terme ‘’quantum’’ pour décrire une
particule de lumière!
Pour EINSTEIN, le quantum estla plus petite unité d’énergie qui
peut exister !
C’est vrai que le terme de « quantum » n’était pas nouveau
(c’est max Planck qui était le premier à l’utiliser) mais dire que la lumière est
corpusculaire était une nouvelle idée et une folle idée aussi!
Mais, excusez moi!Peut être qu’elle est folle mais elle
est vrai!Elle a pu résoudre notre énigme
d’un coup d’œil!!
Comment?
Pour EINSTEIN, chaque particule de lumière rouge a une faible
quantité d’énergie!On dit qu’il a une basse
fréquence!
Contrairement à la lumière bleu « ultraviolette » chacune des particules porte une grande
quantité d’énergie !Elle a une …
Oui, Bravo , haute fréquence!
Comparons!!!
Finalement nous avons résolu nos problèmes!!
Alors….• Pour la catastrophe
ultraviolette, il est impossible d’obtenir une lumière bleu parce qu’elle nécessite une grande énergie !
Plus que 100.000 fois plus grande que celle utilisé pour produire une lumière rouge ou normale!
• Pour la photoélectrique, tout simplement les particules rouges n’ont pas de l’énergie suffisante pour enlever et supprimer les charges sur les deux plaques contrairement aux ultras violets !
Comme vous pouvez le remarquer, ceci n’est pas la
physique de newton! C’est une nouvelle physique
avec un nouveau Esprit !
La physique moderne
Voici nos chefs!!!!
Mais!!!!!!!Attendez, si la lumière est corpusculaire maintenant ,
comment on va expliquer ce phénomène des bulles de savon?
Le caractère ondulatoire-corpusculaire
de la lumière ou
principe onde-corpuscule
Comment? Ondulatoire et corpusculaire en
même temps ? Impossible? Quelques chose qui ne vas pas?
Mais les deux théories nous permet d’expliquer la réalité d’une
manière logique!
Alors , il ya quelque chose qui cloche dans cette réalité!
cette question à propos de la réalité va nous éclater un conflit
entre les modernes scientifiques!
Débat Bohr-Einstein
Ce débat a été déclenché lorsqu’une nouvelle expérience a
été mise en scène!Une expérience qui montre
qu’on ne sait rien à propos de la réalité!
C’est l’expérience appelée:
les…
Mais vous savez c’est qui d’abord NEILS BOHR?
Physicien danois (1885-1962) il a
publié en 1913 une théorie sur le modèle de la structure de
l’atome!
Premièrement, le problème c’était Quoi?
le spectre atomique
• Le spectre est l'ensemble des longueurs d'onde présentes dans la lumière que l'atome est capable d'émettre.
• L'énergie de l'électron ne peut prendre que quelques valeurs discrètes, appelées niveaux d'énergie. Lorsque l'électron passe d'un niveau élevé à un niveau plus bas, il émet un photon dont l'énergie vaut la différence entre celles des deux niveaux!
La chose que ce modèle ne permet pas de l’expliquer!
Alors, la théorie de Bohr présente l'atome comme un
noyau autour duquel gravitent des électrons, qui déterminent les propriétés chimiques de l'atome. Les électrons ont la possibilité de passer d'une couche à
une autre, émettant un quantum d'énergie,
le photon. Cette théorie est à la base de la mécanique
quantique.
C’est l’expérience appelée:
les fentes d’young
Voyons la vidéo!!!!!!
Après la deuxième guerre mondiale, les scientifiques étaient très excités de
recommencer leur recherches, ils ont appliqué les
‘’ lois ‘’ quantiques sur les atomes et les interactions entre la lumière et les électrons, en ignorant ces débats
puisqu’ils ne causent pas de problèmes pour leur avancement!
Les scientifiques _ en appliquant la loi de la
mécanique quantique _ nous changèrent notre vie vers le
meilleure !
La mécanique quantique est au cœur de la technologie moderne
car le fonctionnement des lasers et des composants électroniques de
nos lecteurs et de nos ordinateurs repose sur ses lois.
Actuellement, des chercheurs mettent au point des systèmes de cryptage inviolables
basés sur des propriétés quantiques, permettant
de détecter toute écoute, qui provoque inévitablement une réduction de l'onde
transportant l'information.
Et en parallèle, des recherches portent sur des ordinateurs quantiques.
Un ordinateur quantique opère ses calculs grâce, entre autre, à la superposition d'états quantiques. La mémoire d'un
ordinateur classique est faite de bits. Chaque bit porte soit un 1 soit un 0. La machine calcule en manipulant ces bits. Un
calculateur quantique travaille sur un jeu de qubits. Un qubit peut porter soit un , soit un zéro, soit une superposition
linéaire des deux. Le calculateur quantique calcule en manipulant ces distributions.
Mot de la fin!
La mécanique quantique explique pourquoi les atomes et les molécules sont stables,
peuvent émettre et absorber de la lumière, mais aussi se combiner dans les réactions
chimiques. La mécanique quantique explique pourquoi et comment le Soleil brille, l’origine des noyaux de carbone de notre corps et nous
permet de connaître la composition des étoiles dans les galaxies.!!!!
Sources & Remerciement
• Documentaire: ∞ The secrets of the quantum mechanics ! ∞la magie du cosmos ∞ Dr.quantum ∞ cosmos: spacetime odyssey
• Sites web: ∞ WIKIPEDIA ∞ futura sciences• livres & magazines: ∞ PHYSIQYE MODERNE ∞ sciences & nature ∞ philosophie de la physique moderne
