Onde-corpuscule

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Animation pour bien comprendre le concept d'onde-particule

La théorie onde-corpuscule ou onde-particule dit que les particules peuvent se comporter à la fois comme des particules que comme des ondes et vice versa. Cette théorie qui est une des théories de la mécanique quantique a été créée par Louis Victor de Broglie.

Cette idée remonte au XVIIe siècle, lorsque s'affrontaient les théories de Christian Huygens qui considérait la lumière comme une onde tandis qu'Isaac Newton considérait la lumière comme un flot de particules.

A la suite des travaux d'Albert Einstein et de Louis de Broglie, on admet que tous les objets ont une double nature d'onde et de particules.

La lumière et ses caractéristiques particulaires[modifier | modifier le wikicode]

Pour Isaac Newton, la lumière est composée de particules lourdes et très rapides. Au XXe siècle, Albert Einstein proposa le modèle du photon qui transporte une quantité d'énergie appelée quantas. Le photon permet d'expliquer l'effet Compton, qui correspond à une collision entre un photon et un électron, le photon transmet alors son énergie de mouvement à l'électron.

La lumière et ses caractéristiques ondulatoires[modifier | modifier le wikicode]

Pour James Clerk Maxwell, la lumière est un cas particulier d'onde électromagnétique ayant une longueur d'onde comprise entre 500 et 800 nm.

L'expérience la plus connue pour mettre en évidence le caractère ondulatoire de la lumière, est l’expérience des fentes de Young. Elle consiste à éclairer un écran percé de deux petites fentes très rapprochées. Les fentes divisent le flot lumineux en deux plus petits flots qui se croisent à un certain endroit ce qui produit sur la plaque photographique une figure d'interférence (alternance de bande blanche et de bande noire). Maintenant si l'on remplace la source de lumière par un canon à électron, on obtient plus une figure d’interférence, mais simplement une alternance de zone claire et de zone plus foncée. Cette expérience ne s'explique que si l'on considère que les objets quantiques ont la double nature d'onde et de particule.

L'apport de De Broglie[modifier | modifier le wikicode]

Louis de Broglie en 1929

En 1924, Louis de Broglie propose de généraliser la dualité onde-particule alors admise pour la lumière à tous les objets microscopiques (électrons, protons, ...). Son hypothèse sera confirmée trois ans plus tard.

La relation de De Broglie dit que pour chaque particule en mouvement est associée une onde avec une longueur d'onde qui est liée à la quantité de mouvement par la relation : , où p est la quantité de mouvement, h est la constante de Planck et λ est la longueur d'onde.

La constante de Planck étant très petite, le comportement ondulatoire des objets du quotidien est insignifiant. On ne verra jamais une tasse à café se déplacer sous forme d'onde.

Sources[modifier | modifier le wikicode]

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