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1 Mécanique Quantique I (UEF22 / F223) Volume horaire hebdomadaire: Cours: 1h30

1 Mécanique Quantique I (UEF22 / F223) Volume horaire hebdomadaire: Cours: 1h30 + TD: 1h30 Volume horaire semestrielle (15 semaines): 45h00 travail complémentaire en consultation semestrielle: 45h00 Mode d’évaluation: Contrôle Continu: 33% Examen 67% Crédits: 4 Coefficient: 2 Responsable du module: Habib GUEHELOUZ Description du cours « module » : • Informations sur le cours« module » : Destiné aux étudiants de deuxième année, dans le domaine des sciences de la matiére, dans la branche de physique fondamentale. • Objectifs du cours« module » : L'objectif de ce module est de présenter les bases de la mécanique quantique, en liaison avec des expériences et les développements actuels de la physique. Aussi, d'introduire les principes fondamentaux de la physique quantique qui sont nécessaires pour comprendre les sciences et technologies modernes (science des matériaux, électronique, chimie des molécules, ingénierie quantique, nanotechnologies, photonique...). • Exigences du cours « module »: Mathématique : nombre complexe, équations différentielles, notion d'algèbre linéaire (vecteur, matrice…). Physique : physique des ondes, mécanique analytique, optique ondulatoire (interférence...). • Description du cours« module » : La Mécanique Quantique est le cadre théorique permettant de décrire la structure de la matière et la nature de la lumière aux échelles de l’infiniment petit. Université d’Alger1 Faculté des sciences Module MQI ( phy 4) Département de SM Année 2019/2020 LII-Physique fondamentale 2 Plan de cours 1. Chapitre 1. Introduction aux phénomènes quantiques Le rayonnement du corps noir et l’hypothèse de Planck. L’effet photoélectrique. L’effet Compton. L’hypothèse de de Broglie et la dualité onde-corpuscule. L’expérience de Franck & Hertz et la quantification de l’énergie. 2. Chapitre 2. La description des particules en mécanique quantique La notion de fonction d’onde et la description probabiliste des systèmes physiques. Densité de probabilité de présence et condition de normalisation. Valeur moyenne et écart quadratique moyen de la position et de l’impulsion. Mesure et incertitude sur la mesure de la position et de l’impulsion. Le principe d’incertitude d’Heisenberg. 3. Chapitre 3. L’équation de Schrödinger et étude de potentiels élémentaires à une dimension L’équation de Schrödinger et ses propriétés. Forme des solutions stationnaires. Etude du cas de la particule libre enfermée dans une boite de volume fini. Etude du puits de potentiel de profondeur infinie. Etude de la marche et de la barrière carrée de potentiel. Coefficients de réflexion et de transmission, effet tunnel. 4. Chapitre 4. Le formalisme mathématique de la mécanique quantique Espace de Hilbert, espaces des fonctions d’onde, espace des états. Notation de Dirac, opérateurs linéaires, opérateurs hermétiques. Équations aux valeurs propres, observables, Ecoc. Représentation x et p, produit tensoriel d’espaces et d’opérateurs 5. Chapitre 5. Les postulats de la mécanique quantique Description de l’état d’un système et des grandeurs physiques. Mesures des grandeurs physiques. Evolution temporelle des systèmes. Valeur moyenne d’une observable, écart quadratique moyen. Evolution de la valeur moyenne d’une observable, théorème d’Ernest. Systèmes conservatifs, fréquence de Bohr. Relation d’incertitude temps-énergie 6. Chapitre 6. Une petite introduction a l’étude de l’oscillateur harmonique Quelques références bibliographiques (Livres): ▪ Nouredine_Zettili ,Quantum Mechanics_-concepts and applications, Jacksonville State University, Jacksonville, USA A John Wiley and Sons, Ltd., Publication ▪ David J .Griffiths - Introduction to quantum mechanics , 2nd edition - Reed College – portland USA (free in net) ▪ الميكانيك الكوانتي- الجزء األول و الجزء الثاني، عبد هللا موسى، ديوان المطبوعات الجامعية الجزائرية ▪ Claude Cohen-Tannoudji, Bernard Diu et Frank Laloë, Mécanique quantique vol. I, Collection Enseignement des sciences, Paris (1973) ▪ L. LANDAU et E. LIFCHITZ, Physique théorique, tome 3 : Mécanique quantique, éd. MIR, Moscou, (1975). ▪ Yves Ayant et Belorizky Belorizky, Cours de mécanique quantique (1974) – 3éme edition [Voir aussi traduction arabe: الميكانيك الكوانتي- ترجمة بوسنة] 3 ▪ Travaux dirigés ▪ Série 1 et Solution ▪ Série 2 et Solution ▪ Série 3 et Solution ▪ Série 4 et Solution ▪ Série 5 et Solution ▪ Série 6 et Solution Polycopes et Résumé de Cours [chapitres 1 à 6] Examens des années passé : Evaluation ▪ Note final = 40% note de suivi + 60% Note d’examen final ▪ Note de suivi (TD) = Présance (3) + Participation (2) +Controle Continu (15) STAY HOME ***** ALL ANTI COVID19* ****The Quantum Team uploads/Sante/ chap-0-description-de-module.pdf