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Écoulements instationnaires| Réf : A196 v1
Auteur(s) : Denis GRATIAS
Date de publication : 10 févr. 1977
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Appliquées à la description des interactions des particules élémentaires entre elles, la mécanique et l’électrodynamique classiques conduisent à des résultats en contradiction flagrante avec l’expérience. Un électron considéré comme une particule newtonienne devrait rayonner de l’énergie électromagnétique lorsqu’il est en orbite autour d’un proton. L’expérience montre que pour un certain nombre de niveaux d’énergie de l’atome d’hydrogène, l’édifice est stable, niveaux pour lesquels l’électron newtonien ne rayonne pas. Ces niveaux particuliers sont dans des rapports rationnels et correspondent aux harmoniques successives d’une onde hypothétique qui serait associée à la particule.
Ce comportement ondulatoire de l’électron apparaît clairement dans un microscope électronique : les lentilles électromagnétiques sont conçues à partir des lois de l’action d’un champ magnétique sur une particule newtonienne, et le faisceau d’électrons est très bien décrit comme un flux de corpuscules chargés. Mais dès que l’on interpose une lame mince cristalline sur la trajectoire du faisceau, celui-ci se scinde en plusieurs faisceaux diffractés, phénomène bien connu dans la théorie des ondes et inexplicable par le modèle des corpuscules chargés.
La propriété ondulatoire se rencontre aussi pour les particules non chargées comme le neutron : soumettre un cristal dans une pile atomique à un bombardement de neutrons rapides conduit à une perturbation partielle de l’édifice cristallin par chocs entre les neutrons et les atomes du réseau.
Mais on peut tout aussi bien utiliser ce même flux de neutrons pour déterminer la structure cristalline de l’échantillon irradié en étudiant les phénomènes de diffraction issus de l’interaction du faisceau avec le cristal.
Ce double aspect onde-corpuscule se retrouve, inversement, dans les interactions ondes électromagnétiques-matière.
Les effets photoélectriques ou Compton mettent en évidence l’aspect corpusculaire (les photons ) de la lumière. De même, les vibrations des atomes au sein des réseaux cristallins peuvent être décrites en termes de pseudo-particules (pseudo car elles n’existent qu’au sein du matériau) appelées les phonons.
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