Physique quantique - 2CMT9A

Objectif(s)

L'objectif de ce cours est d'introduire les principales notions de physique quantique qui seront ensuite développées dans les écoles traitant de cette thématique.

Contenu(s)

Chapitre I : Dualité onde-corpuscule
I.1. Découvertes et dilemmes scientifiques de la période 1890 - 1930
I.2. Particule et fonction d’onde
I.3. Description ondulatoire des particules
I.3.1. Equation de Schrödinger
I.3.2. Hamiltonien et énergie
I.4. Espace vectoriel des fonctions d’ondes

Chapitre II : Particule dans un potentiel
II.1. Particule dans un potentiel constant
II.1.1. Discontinuité du potentiel
II.1.2. Marche de potentiel
II.1.3. Barrière de potentiel - Effet tunnel
II.1.4. Puits de potentiel infini
II.2. Particule dans un potentiel coulombien
II.1.1. Atome d’hydrogène : modèle classique
II.1.2. Atome d’hydrogène : modèle de Bohr
II.1.3. Atome d’hydrogène : modèle quantique
II.1.4. Niveaux d’énergie et orbitales atomiques

Chapitre III : Systèmes à deux états
III.1. Le spin de l’électron
III.1.1. Moment cinétique et moment magnétique d’un électron
III.1.2. Expérience de Stern et Gerlach
III.1.3. Définition du spin - Matrices de Pauli
III.1.4. Application : têtes de lecture à vanne de spin
III.2. Polarisation du photon
III.2.1. Polarisation d’une onde électromagnétique
III.2.2. Définition de la base de polarisation du photon
III.2.3. Détection d’un photon après un analyseur
III.3. Information quantique : cryptographie et ordinateur quantiques

Résolution d'équations différentielles du 1er et 2nd ordre
Algèbre linéaire, diagonalisation de matrices