Mécanique quantique - Tome 1, Fondements et premières applications

Lauteur prend un soin extrême à situer la mécanique quantique dans son développement historique, pour ne pas placer le lecteur face à lénoncé de postulats arbitraires qui pourraient le rebuter. Lensemble 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 lorée du XXe siècle, ont imposé une révision radicale des concepts pour la compréhension des phénomènes à léchelle atomique. Cette partie revient sur des notions fondamentales de mécanique, de statistique et délectromagnétisme, et donne loccasion 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 lénoncé des postulats sur la base du sens physique, et la mise en place intuitive et pragmatique du formalisme mathématique nécessaire. Par la suite, laccent 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 lextrême singularité de la limite classique. Ce tome sachève par le traitement de loscillateur harmonique, allant jusquà lintroduction des opérateurs de création et dannihilation et la définition des états cohérents. Cet ouvrage est issu dune expérience denseignement pendant plusieurs années en Licence et Maîtrise de Physique de lUniversité Pierre et Marie Curie (Paris 6) et à lEcole Normale Supérieure (Ulm).

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