1900 Plank

Quantification de l’énergie

Au niveau microscopique l’énergie d’un système est généralement quantifiée, ce qui signifie qu’elle ne peut pas prendre n’im-porte quelle valeur mais uniquement certaines valeurs discrètes appelées

niveaux d’énergie, et ces dernières sont déter-minées par la physique quantique. Cela implique également que les échanges d’énergie entre la matière et la lumière ont lieu par quanta.

1905 Einstein

Lumière : onde et quanta d’énergie

Einstein va plus loin en proposant que ces pro-priétés quantiques sont inhérentes à la lumière elle-même, qui serait constituée de particules,

appelées plus tard photons.

Il a été depuis observé que la lumière se comportait à la fois comme une onde et une particule.

1924 Louis De Broglie

Matière : dualité onde-particule

En plus de la lumière, cette dualité s’applique aussi à la matière : quand on parvient à réunir les bonnes conditions en laboratoire, une particule comme l’électron n’est

plus considérée comme un point, mais comme une onde étalée sur une petite portion d’espace : la particule est à plusieurs endroits à la fois.

1926 Max Born

Onde de probabilité

Cette onde est décrite mathématiquement par une quantité appelée fonction d’onde, d’après Schrödinger. Born a montré qu’elle permet

d’obtenir la probabilité de trouver la particule en chaque endroit et de faire des prédictions sur ce que l’on peut mesurer ensuite en laboratoire.

Ces découvertes ont conduit à la définition de plusieurs grands postulats de mécanique quantique

Principe de superposition

Un électron (ou toute autre particule) peut être dans une superposition de positions. Ce principe s’applique à toute autre grandeur observable, la vitesse, l’énergie... La

fonction d’onde repré-sente ici cette superposi-tion et associe à chaque position autour du noyau une probabilité d’être mesurée.

Deux fonctions d’onde différentes : chacune représente une superposition de positions pour un électron autour du noyau. Plus la couleur est foncée, plus la probabilité est élevée.

Mesure

Au moment de la mesure, on observe toujours la particule en un seul point. Une mesure aura ainsi pour effet de détruire l’état de superposition (ou aspect ondulatoire) de la particule observée. On parle alors d’effon-drement de la fonction d’onde. d’onde. C’est à cet instant que l’on va retrou-ver l’aspect ponctuel de la dualité onde-particule.

Reconstruction quantique

La fonction d’onde peut être reconstruite par une série de mesures expéri-mentales. Il faut pour cela faire un grand nombre de mesures afin de retrouver la probabilité de mesurer la particule en chaque point.