| Titre : |
Quantique : fondements et applications ; avec 250 exercices et problèmes résolus |
| Type de document : |
texte imprimé |
| Auteurs : |
José-Philippe Pérez (1942-....), Auteur ; Robert Carles, Auteur ; Olivier Pujol (1979-....), Auteur |
| Editeur : |
Bruxelles : De Boeck |
| Année de publication : |
DL 2013 |
| Importance : |
1 vol. (XLI-1078 p.) |
| Présentation : |
ill. en noir et en coul., couv. ill. en noir et en coul. |
| Format : |
27 cm |
| ISBN/ISSN/EAN : |
978-2-8041-0778-9 |
| Prix : |
54 EUR |
| Note générale : |
1020 pages
ISBN-10 : 2804107787
ISBN-13 : 978-2804107789
Dimensions du produit : 26.8 x 4.2 x 21 cm
Éditeur : DE BOECK UNIVERSITE (16 février 2015)
Langue : : Français |
| Langues : |
Français (fre) |
| Mots-clés : |
quantique diffusion oscillateur harmonique couplage moment cinétique magnétisme atomes optique quantique relativiste hilbert |
| Index. décimale : |
531 |
| Résumé : |
Cet ouvrage, découpé en 20 leçons quasi autonomes, rassemble les fondements et les applications de la quantique.
Qu'est-ce que la quantique ?
Dans la première leçon, on présente la quantique, en soulignant les aspects historiques et épistémologiques de cette discipline, et en rappelant ses nombreuses implications, non seulement en physique atomique et moléculaire, mais aussi en physique nucléaire, en chimie, en physique de la matière condensée et dans le domaine émergent des nanosciences.
Aspects fondamentaux et applications
Le fil conducteur de l'ouvrage peut être résumé par le slogan «un maximum de physique avec un minimum de formalisme». Ainsi, en appliquant l'équation de Schrôdinger à des systèmes unidimensionnels, sont rapidement abordés les effets de confinement, de quantification, de tunnel et de diffusion. Dans ce contexte, l'évolution, le déterminisme, l'indiscernabilité, la superposition d'états et l'intrication, qui sont analysés en détail dans la seconde moitié de l'ouvrage, sont très tôt considérés.
En outre, sont examinés les progrès considérables apparus au cours des dernières décennies, tant sur le plan fondamental, avec la levée des divers paradoxes, que sur le développement de l'optique quantique et des multiples applications en métrologie. L'ouvrage se termine par une ouverture relativiste rendue nécessaire par les progrès qu'ont permis, sur le plan de la pensée et des applications, la théorie de Dirac et l'électrodynamique quantique.
De nombreux exemples, plus de 250 exercices et problèmes résolus
L'ouvrage s'adresse d'abord aux étudiants de licence (L2, L3) et de la première année du master (M1), mais sa présentation didactique, avec ses nombreux exemples et ses 250 exercices et problèmes résolus, ainsi que l'accent mis sur le développement historique et épistémologique, devraient aussi intéresser les candidats aux concours de l'enseignement (CAPES, agrégations, etc.), et plus largement toutes les personnes concernées par la physique et son impact dans toutes les autres disciplines scientifiques, voire même en philosophie.
Les auteurs
José-Philippe Pérez, Professeur émérite de i l'Université de Toulouse, UPS-IRAP.
Robert Carles, Professeur à l'Université de Toulouse, UPS-CEMES.
Olivier Pujol, Maître de conférences à l'Université de Lille, LOA.
«[...] Il apparaît en effet que la physique, à mesure qu'elle poursuit son évolution, n'en tient pas tout simplement pour nulles et non avenues les phases antérieures, mais qu'elle se borne à délimiter le domaine de leurs applications, en les intégrant comme des cas particuliers aux systèmes plus vastes qu'elle est en train d'édifier.»
«Wolfgang Pauli, Physique moderne et philosophie, 1961, Albin Michel 1999, page 108»
Extrait de l'introduction
Cet ouvrage, découpé en 20 leçons, rassemble, dans un seul volume «Quantique», les fondements et les applications de la physique quantique.
Dans la leçon introductive, intitulée «Qu'est-ce que la quantique ?», on rappelle la nature des constantes physiques fondamentales, les ordres de grandeur décisifs et les caractéristiques essentielles des quatre interactions fondamentales. On présente ensuite brièvement les autres leçons, sans omettre les aspects historiques et épistémologiques qui ont préoccupé les physiciens depuis la naissance de cette théorie, en 1900, jusqu'à aujourd'hui où elle est omniprésente. On souligne les nombreuses implications de la quantique, non seulement en physique atomique et moléculaire, mais aussi en physique nucléaire, en astrophysique, en physique du solide et dans le domaine émergent des nanosciences.
Dans toutes les leçons, les aspects fondamentaux et les applications concrètes sont privilégiés par rapport au formalisme mathématique, lequel n'est introduit que progressivement, en évitant soigneusement toute présentation axiomatique ou dogmatique. Ainsi, à partir de la leçon 5, l'équation de Schrödinger est présentée comme l'a fait Schrödinger lui-même, ce qui permet de traiter rapidement, dans le cas simple d'un seul objet physique se déplaçant selon une direction, des phénomènes aussi importants que la diffusion, la quantification de l'énergie par confinement, les franges d'interférence que cet objet peut faire apparaître, l'effet tunnel présent désormais dans la plupart des nouveaux composants électroniques, l'effet Ramsauer-Townsend, ou le couplage de deux puits quantiques dont on sait l'importance dans la formation des liaisons chimiques. Pour traiter efficacement ces problèmes unidimensionnels, dans des cas concrets où le milieu est constitué de couches successives, on adopte une méthode matricielle, fondée sur une matrice de transfert, analogue à celle bien connue que l'on introduit en optique (des rayons lumineux et des lasers) ou en électronique.
Une attention particulière est apportée, dès les premières pages, à l'exposé des principales avancées théoriques et expérimentales, notamment toutes celles qui ont justifié l'attribution d'un prix Nobel de physique (PNP) ou de chimie (PNC). Cependant, nous avons tenu à accompagner toutes ces avancées d'une réflexion épistémologique actualisée. Dans ce contexte, on a écarté les expressions «dualité onde-corpuscule» ou «réduction d'un paquet d'ondes» et considéré les électrons, les protons, les neutrons, les atomes, les molécules,... comme des «objets physiques» dont la réalité complexe laisse apparaître, selon les conditions de détection, un aspect corpusculaire ou un aspect ondulatoire, voire une combinaison de ces deux aspects. Concernant les inégalités d'Heisenberg, on a évité soigneusement le terme d'«incertitude» qui pourrait signifier une imprécision expérimentale, et ainsi souligné les limites d'une description partielle d'une réalité plus complexe que ne le laisse supposer la description classique par des objets ponctuels.
Biographie de l'auteur
José-Philippe Perez Professeur émérite de l Université de Toulouse au LATT-OMP (Agrégé, Docteur-ès-sciences) : membre du jury de l agrégation, du CAPES, du concours de Centrale Paris ( http://www.ecp.fr/), des Instituts Nationaux polytechniques. Olivier Pujol Maître de conférences à l Université de Lille, Laboratoire d Optique atmosphérique (Agrégé, Docteur en Physique de l Atmosphère) : enseignant à la préparation à l agrégation. |
| Note de contenu : |
Bibliogr. p. 1067-1068. Index |
Quantique : fondements et applications ; avec 250 exercices et problèmes résolus [texte imprimé] / José-Philippe Pérez (1942-....), Auteur ; Robert Carles, Auteur ; Olivier Pujol (1979-....), Auteur . - Bruxelles : De Boeck, DL 2013 . - 1 vol. (XLI-1078 p.) : ill. en noir et en coul., couv. ill. en noir et en coul. ; 27 cm. ISBN : 978-2-8041-0778-9 : 54 EUR 1020 pages
ISBN-10 : 2804107787
ISBN-13 : 978-2804107789
Dimensions du produit : 26.8 x 4.2 x 21 cm
Éditeur : DE BOECK UNIVERSITE (16 février 2015)
Langue : : Français Langues : Français ( fre)
| Mots-clés : |
quantique diffusion oscillateur harmonique couplage moment cinétique magnétisme atomes optique quantique relativiste hilbert |
| Index. décimale : |
531 |
| Résumé : |
Cet ouvrage, découpé en 20 leçons quasi autonomes, rassemble les fondements et les applications de la quantique.
Qu'est-ce que la quantique ?
Dans la première leçon, on présente la quantique, en soulignant les aspects historiques et épistémologiques de cette discipline, et en rappelant ses nombreuses implications, non seulement en physique atomique et moléculaire, mais aussi en physique nucléaire, en chimie, en physique de la matière condensée et dans le domaine émergent des nanosciences.
Aspects fondamentaux et applications
Le fil conducteur de l'ouvrage peut être résumé par le slogan «un maximum de physique avec un minimum de formalisme». Ainsi, en appliquant l'équation de Schrôdinger à des systèmes unidimensionnels, sont rapidement abordés les effets de confinement, de quantification, de tunnel et de diffusion. Dans ce contexte, l'évolution, le déterminisme, l'indiscernabilité, la superposition d'états et l'intrication, qui sont analysés en détail dans la seconde moitié de l'ouvrage, sont très tôt considérés.
En outre, sont examinés les progrès considérables apparus au cours des dernières décennies, tant sur le plan fondamental, avec la levée des divers paradoxes, que sur le développement de l'optique quantique et des multiples applications en métrologie. L'ouvrage se termine par une ouverture relativiste rendue nécessaire par les progrès qu'ont permis, sur le plan de la pensée et des applications, la théorie de Dirac et l'électrodynamique quantique.
De nombreux exemples, plus de 250 exercices et problèmes résolus
L'ouvrage s'adresse d'abord aux étudiants de licence (L2, L3) et de la première année du master (M1), mais sa présentation didactique, avec ses nombreux exemples et ses 250 exercices et problèmes résolus, ainsi que l'accent mis sur le développement historique et épistémologique, devraient aussi intéresser les candidats aux concours de l'enseignement (CAPES, agrégations, etc.), et plus largement toutes les personnes concernées par la physique et son impact dans toutes les autres disciplines scientifiques, voire même en philosophie.
Les auteurs
José-Philippe Pérez, Professeur émérite de i l'Université de Toulouse, UPS-IRAP.
Robert Carles, Professeur à l'Université de Toulouse, UPS-CEMES.
Olivier Pujol, Maître de conférences à l'Université de Lille, LOA.
«[...] Il apparaît en effet que la physique, à mesure qu'elle poursuit son évolution, n'en tient pas tout simplement pour nulles et non avenues les phases antérieures, mais qu'elle se borne à délimiter le domaine de leurs applications, en les intégrant comme des cas particuliers aux systèmes plus vastes qu'elle est en train d'édifier.»
«Wolfgang Pauli, Physique moderne et philosophie, 1961, Albin Michel 1999, page 108»
Extrait de l'introduction
Cet ouvrage, découpé en 20 leçons, rassemble, dans un seul volume «Quantique», les fondements et les applications de la physique quantique.
Dans la leçon introductive, intitulée «Qu'est-ce que la quantique ?», on rappelle la nature des constantes physiques fondamentales, les ordres de grandeur décisifs et les caractéristiques essentielles des quatre interactions fondamentales. On présente ensuite brièvement les autres leçons, sans omettre les aspects historiques et épistémologiques qui ont préoccupé les physiciens depuis la naissance de cette théorie, en 1900, jusqu'à aujourd'hui où elle est omniprésente. On souligne les nombreuses implications de la quantique, non seulement en physique atomique et moléculaire, mais aussi en physique nucléaire, en astrophysique, en physique du solide et dans le domaine émergent des nanosciences.
Dans toutes les leçons, les aspects fondamentaux et les applications concrètes sont privilégiés par rapport au formalisme mathématique, lequel n'est introduit que progressivement, en évitant soigneusement toute présentation axiomatique ou dogmatique. Ainsi, à partir de la leçon 5, l'équation de Schrödinger est présentée comme l'a fait Schrödinger lui-même, ce qui permet de traiter rapidement, dans le cas simple d'un seul objet physique se déplaçant selon une direction, des phénomènes aussi importants que la diffusion, la quantification de l'énergie par confinement, les franges d'interférence que cet objet peut faire apparaître, l'effet tunnel présent désormais dans la plupart des nouveaux composants électroniques, l'effet Ramsauer-Townsend, ou le couplage de deux puits quantiques dont on sait l'importance dans la formation des liaisons chimiques. Pour traiter efficacement ces problèmes unidimensionnels, dans des cas concrets où le milieu est constitué de couches successives, on adopte une méthode matricielle, fondée sur une matrice de transfert, analogue à celle bien connue que l'on introduit en optique (des rayons lumineux et des lasers) ou en électronique.
Une attention particulière est apportée, dès les premières pages, à l'exposé des principales avancées théoriques et expérimentales, notamment toutes celles qui ont justifié l'attribution d'un prix Nobel de physique (PNP) ou de chimie (PNC). Cependant, nous avons tenu à accompagner toutes ces avancées d'une réflexion épistémologique actualisée. Dans ce contexte, on a écarté les expressions «dualité onde-corpuscule» ou «réduction d'un paquet d'ondes» et considéré les électrons, les protons, les neutrons, les atomes, les molécules,... comme des «objets physiques» dont la réalité complexe laisse apparaître, selon les conditions de détection, un aspect corpusculaire ou un aspect ondulatoire, voire une combinaison de ces deux aspects. Concernant les inégalités d'Heisenberg, on a évité soigneusement le terme d'«incertitude» qui pourrait signifier une imprécision expérimentale, et ainsi souligné les limites d'une description partielle d'une réalité plus complexe que ne le laisse supposer la description classique par des objets ponctuels.
Biographie de l'auteur
José-Philippe Perez Professeur émérite de l Université de Toulouse au LATT-OMP (Agrégé, Docteur-ès-sciences) : membre du jury de l agrégation, du CAPES, du concours de Centrale Paris ( http://www.ecp.fr/), des Instituts Nationaux polytechniques. Olivier Pujol Maître de conférences à l Université de Lille, Laboratoire d Optique atmosphérique (Agrégé, Docteur en Physique de l Atmosphère) : enseignant à la préparation à l agrégation. |
| Note de contenu : |
Bibliogr. p. 1067-1068. Index |
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