Bibliogr. p. 689-701. Notes bibliogr. Index

L’auteur prend un soin extrême à situer la mécanique quantique dans son développement historique, pour ne pas placer le lecteur face à l’énoncé de postulats arbitraires qui pourraient le rebuter. L’ensemble est très rigoureux, clairement exposé, et les notions sont abondamment discutées au fur et à mesure de leur introduction. Ce premier tome, correspondant à un enseignement de 3e année, est divisé en deux parties. La première partie analyse les expériences cruciales de la physique microscopique qui, à l’orée du XXe siècle, ont imposé une révision radicale des concepts pour la compréhension des phénomènes à l’échelle atomique. Cette partie revient sur des notions fondamentales de mécanique, de statistique et d’électromagnétisme, et donne l’occasion de raisonner physiquement et de manipuler des ordres de grandeur. Elle fournit enfin le prétexte idéal à une introduction élémentaire de la mécanique analytique, souvent absente des cursus. Cette partie se termine par une présentation comparée des deux premières versions de la mécanique quantique : la mécanique des matrices de Heisenberg et la mécanique ondulatoire de Schrödinger. La deuxième partie commence par une synthèse des idées rassemblées antérieurement, autorisant l’énoncé des postulats sur la base du sens physique, et la mise en place intuitive et pragmatique du formalisme mathématique nécessaire. Par la suite, l’accent est mis sur le lien indissoluble entre le contenu physique de la théorie et sa conséquence la plus spectaculaire : la quantification de certaines grandeurs physiques. Les problèmes les plus simples (potentiels constants par morceaux) sont ensuite traités en détail, révélant les comportements étranges prévus par la théorie quantique, et mettant en évidence l’extrême singularité de la limite classique. Ce tome s’achève par le traitement de l’oscillateur harmonique, allant jusqu’à l’introduction des opérateurs de création et d’annihilation et la définition des états cohérents. Cet ouvrage est issu d’une expérience d’enseignement pendant plusieurs années en Licence et Maîtrise de Physique de l’Université Pierre et Marie Curie (Paris 6) et à l’Ecole Normale Supérieure (Ulm). 4e de couverture

Publics : étudiants en licence de physique, L3

P. 1 I Fondements P. 3 1 Introduction P. 35 2 La radioactivité P. 55 3 Les expériences de Rutherford P. 81 4 Quantification de l'énergie : le rayonnement thermique P. 119 5 Quantification de l'énergie : le photon P. 133 5.3 L'effet Compton P. 143 5.4 Exercices et problèmes P. 151 6 Structure atomique, raies spectrales, théorie de Bohr P. 151 6.1 Spectre de raies P. 160 6.2 Le modèle de Bohr (1913) P. 189 7 L'ancienne théorie des quanta P. 190 7.1 Rudiments de mécanique analytique P. 217 7.2 La règle de Planck pour l'oscillateur harmonique P. 221 7.3 Les règles de quantification de Bohr-Wilson-Sommerfeld P. 231 7.4 Exercices et problèmes P. 243 8 Structure du noyau atomique P. 267 II Élaboration de la mécanique quantique et premières applications P. 269 9. L'avènement de la mécanique quantique P. 329 10 Fonction d'onde P. 381 11 Magnétisme atomique P. 407 12 Postulats et structure formelle de la mécanique quantique P. 430 12.2 Les bases du formalisme de la mécanique quantique P. 449 12.3 Exercices et problèmes P. 459 13 Opérateurs P. 460 13.1 Propriété fondamentale des observables : hermiticité P. 466 13.2 Valeur moyenne d'une observable : utilisation de sa base propre P. 468 13.3 Représentation des opérateurs hermitiques et des opérateurs unitaires P. 472 13.4 Retour sur la notation de Dirac P. 474 13.5 Opérateurs commutant entre eux P. 477 13.6 Combinaisons d'opérateurs P. 481 13.7 Représentation-(...) P. 488 13.8 Représentation-(...) P. 491 13.9 Exercices et problèmes P. 499 14 Évolution temporelle d'un système quantique P. 499 14.1 Description de l'évolution dans le temps P. 520 14.2 Propagateur P. 527 14.3 La formulation de Feynman P. 530 14.4 Exemples de paquets d'ondes P. 532 14.5 Séparation espace-temps et états stationnaires P. 536 14.6 Exercices et problèmes P. 549 15 Potentiels à une dimension constants par morceaux P. 635 16 L'oscillateur harmonique P. 689 Bibliographie P. 703 Index