EM : Les ondes (V)

Dans le précédent article de cette série, nous avons vu qu’un faisceau de lumière ou d’électrons à travers deux fentes donnait la même figure d’interférence au final, celle de crêtes et de creux. Alors quel est mon objectif avec tout ceci, c’est avant tout de me familiariser avec les ondes et les phénomènes ondulatoires, et puis, prendre conscience que tout autour de moi, nous sommes baignés dans un océan d’ondes électromagnétiques et enfin comment parler d’électromagnétisme si ces notions ne sont pas rappelés.

Les bandes blanches et noires, résultant de l’interférence d’ondes lumineuses, tout comme l’interférence de vagues dans l’eau peuvent être expliquées ainsi. Tout comme, l’eau est composée de molécules H2O, et l’on observe bien des vagues (des ondes sur l’eau) lorsqu’un grand nombre de ces molécules se déplacent de concert. Un groupe de H2O va vers le haut à tel endroit, tandis que tel autre va vers le bas, à tel autre endroit. On pourrait extrapoler en imaginant que la lumière est composée d’électrons ou plus exactement de photons et que ces derniers se déplacent également de concert, créant ainsi, dans leur mouvement collectif global, une figure de type ondulatoire.

La nature nous montre que bien qu’un électron tout comme une molécule H2O pris individuellement soit une petite particule de matière, chaque électron et tous les électrons ou molécules, affichent un comportement ondulatoire. Alors comment peut-on expliquer ce phénomène ondulatoire que l’on constate, lorsque l’on effectue l’expérience des deux fentes électron par électron. Comment est-il possible que chaque électron a dans son sein une notion ondulatoire et qu’enfin tous les électrons pris globalement forment une figure d’interférence de concert.

Je cite,

Si un électron pris isolément est aussi une onde, alors d’où vient son caractère ondulatoire ? Erwin Schrödinger fut le premier à proposer une explication : … dont la proposition ne tient pas la route … En 1927, Max Born proposa une autre explication, qui se révéla décisive et qui contraignit les physiciens à pénétrer un royaume encore inexploré. L’onde, déclara-t-il … est une onde de probabilité.

L’amplitude d’une onde en un point donné de l’espace est proportionnelle à la probabilité que l’électron soit localisé en ce point de l’espace. Les endroits où l’onde de probabilité est élevée sont les points où l’on a le plus de chances de trouver l’électron. Les endroits où l’onde de probabilité est faible sont les points où l’on a le moins de chances de le trouver. Et les endroits où l’onde de probabilité est nulle sont les points où l’on est sûr de ne pas l’y trouver.

Personne n’a jamais vu directement une onde de probabilité, et les raisonnements habituels en mécanique quantique stipulent que personne ne pourra jamais en voir.

Fin de citation

En fait, ce sont les équations mathématiques (notamment de Paul Dirac et bien d’autres) qui permettent de prédire les différents endroits que peut se trouver l’électron. On peut trouver parfois l’électron ici, parfois là et, une fois de temps en temps, on le trouve même tout là bas au loin. Si la mécanique quantique dit vrai, alors le nombre de fois que l’on trouve l’électron en un point donné devrait être proportionnel à l’intensité de l’onde de probabilité calculée en ce point. autrement dit, si les équations prédisent que que l’intensité de l’onde de probabilité est important là, ou encore, il est fort probable de le trouver là, alors les expériences répétées devront confirmer que très souvent, il est bien là. Depuis fin des années 20, huit décennies d’expérimentations ont permit de valider les prédictions des équations de la mécanique quantique, tout comme, les équations de Maxwell avait prédit l’existence des ondes électromagnétiques que Hertz ne tarda pas de prouver par l’expérimentation.

Une onde de probabilité n’est autre que la probabilité que l’électron se trouve là et selon que l’intensité de cette onde est importante ou pas, la présence de l’électron sera importante ou pas là.

=> EM : Les ondes (VI)


Les vues présentées sont les miennes et peuvent évoluer sans qu’il soit nécessaire de faire une mise à jour dans l’article même. Il se pourrait que j’apporte des rectifications ou évolutions dans l’avenir dans un autre article, si de nouveaux éléments viennent contredire mes propos. Les articles présentés ne constituent en rien une invitation à suivre aveuglement.

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