Cours et TD de « mécanique quantique » ou « physique quantique »

Master 1 de physique, Université Grenoble Alpes, par Frédéric Faure,
dernière mise à jour: 11/09/2014

Table des matières

Notes de cours

Totalité du Cours en pdf.

1.1 Plan du cours

1.2 PARTIE I, Les fondements:

1.3 PARTIE II: Outils et méthodes

1.4 PARTIE III: Mécanique quantique avancée

Travaux Dirigés (TD) et solutions

Examens et solutions

Contenu et objectifs pedagogiques

4.1 Pré-requis:

avoir étudié les bases de mécanique quantique (cours de niveau L3): Puits de potentiels. Notation de Diracet théorie matricielle (bra-ket). Paquets d’ondes. Spectre de l’oscillateur harmonique, avec les opérateurs a, a+. Particule chargéeen champ magnétique. Moment angulaire L. Les harmoniques sphériques. Le spectre de l’atome d’hydrogène. Le spin 1/2. Résonance d’un spin 1/2 enchamp magnétique. Composition de 2 spins 1/2.

4.2 Contenu des séances:

Eventuellement, introduction à:

4.3 Bibliographie:

Documents annexes

5.1 Mécanique quantique, introduction

Vidéo: Conférence de Serge Haroche 2014. Historique de la mécanique quantique. Mesure non destructrice du nombre de photons micro-onde dans une cavité. Construction d’états de type "chat de Schrodinger" pour un photon. Ordinateurs quantiques: une utopie. La recherche fondamentale est à la base des developpements technologiques et a besoin de temps et de confiance.

5.2 Equation de Schrödinger dépendant du temps:

Animations: Evolution de fonctions d'ondes quantiqueshttps://www-fourier.ujf-grenoble.fr/%7Efaure/enseignement/meca_q/animations/animations.html

5.3 Le spin 1/2:

Article de J. Fröhlich sur le spin et l’histoire de sa découverte.

5.4 L’atome d’hydrogène

5.5 L’énergie du vide et l’effet Casimir

5.6 Non localité de la mécanique quantique:

Article de F. Laloë: "Comprenons nous vraiment la mécanique quantique?".
Conférence de Alain Aspect. Non localité de la Mécanique quantique.
Article de Alain Aspect. "Bell’s Theorem: the naive view of an experimentalist". Témoignage de Alain Aspect sur son parcours vers la recherche en physique.
Conférence de Jean Michel Raymond Superpositions d’états quantiques et expériences avec des photons en cavité.
Document sur la théorie de Bohm de l’onde pilote par Sheldon Goldstein.

5.7 Particules élémentaires:

5.8 Articles historiques

Einstein. Théorie de la chaleur spécifique 1907. (cf chapitre 2 du cours)

5.9 Mécanique quantique et humour

5.10 Plus avancés:

article de E. Witten, sur les difficultés d’établir une théorie de Jauge quantique.