Discussion:Quantique

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Traductions

Définition

Domaine, Discipline, Thématique

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Physique / Chimie / Médecine / Informatique /

Justification

Définition écrite

• La physique classique décrit parfaitement notre environnement quotidien, mais devient inopérante à l’échelle microscopique des atomes et des particules. Les scientifiques doivent alors utiliser la mécanique « quantique » pour laquelle les quantités de matière ou d’énergie échangées ne peuvent plus prendre n’importe quelles valeurs mais seulement des valeurs discrètes ou « quanta ».

Par ailleurs, la physique classique décrit différemment un corpuscule (atome, particule) et une onde (lumière, électricité) tandis que la mécanique quantique ne les distingue plus. Pour elle, un photon, un électron ou même un atome sont à la fois une onde et un corpuscule. Une onde-corpuscule peut se trouver dans une superposition d'états qui est une sorte de potentialité de tous ses états possibles. Un objet quantique peut ainsi avoir des probabilités différentes d’être ici ou là et on ne peut être certain qu'il est en un seul lieu que lorsqu’on effectue une mesure. Le processus de mesure impose à l’onde-corpuscule un état bien défini

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Physique quantique, fondée sur la théorie quantique ou des quanta. Informatique quantique, branche de l’informatique qui traite des ordinateurs quantiques. Logique quantique, logique trivalente proposée en 1944 par H. Reichenbach pour résoudre certains problèmes rencontrés par la mécanique quantique. (Elle contient trois valeurs : vrai, faux, et indéterminé au sens du principe d'indétermination de Heisenberg.) Nombre quantique, nombre caractérisant les valeurs numériques des grandeurs physiques quantifiées qui interviennent dans la description de l'état d'un système physique. Ordinateur quantique, ordinateur qui utilise des qubits, ce qui lui permet d’effectuer extrêmement vite des calculs parallèles, et augmente ainsi considérablement sa puissance de calcul.

Quantique - Historique (+)

Définition graphique

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  l'échelle atomique

• 

  conscience-quantique

• 

  informatique quantique

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Concepts ou notions associés

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Quantique / Physique quantique / Mécanique quantique / Atomique / Subatomique / Effet photo-électrique / Atome / Particules élémentaires / Dualité onde corpuscule / Superposition quantique Intrication quantique / Intrication quantique / Principe de superposition / Spin de l'électron / Les inégalités de Heisenberg / Inégalité position-impulsion / Inégalité temps-énergie / Chat de Schrödinger Informatique quantique / Electrons / Théorie des quanta / Photon / Ordinateur quantique / Nombre quantique / Logique quantique / Pensée quantique / Conscience quantique /

Quantique - Glossaire / (+)

Exemples, applications, utilisations

Informatique quantique, branche de l’informatique qui traite des ordinateurs quantiques. Logique quantique, logique trivalente proposée en 1944 par H. Reichenbach pour résoudre certains problèmes rencontrés par la mécanique quantique. (Elle contient trois valeurs : vrai, faux, et indéterminé au sens du principe d'indétermination de Heisenberg.) Nombre quantique, nombre caractérisant les valeurs numériques des grandeurs physiques quantifiées qui interviennent dans la description de l'état d'un système physique. Ordinateur quantique, ordinateur qui utilise des qubits, ce qui lui permet d’effectuer extrêmement vite des calculs parallèles, et augmente ainsi considérablement sa puissance de calcul. (+)

Erreurs ou confusions éventuelles

• Confusion entre physique classique - physique quantique
• Confusion entre superposition quantique - l'intrication quantique
• Erreur fréquente: nature de la lumière (dualité onde corpuscule)

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Questions possibles

• Qu'est-ce que ça veut dire quantique ?
• Qu'est-ce que la physique quantique pour les nuls ?
• Quelles sont les idées fondamentales de la physique quantique ?
• Pourquoi physique quantique ?
• C'est quoi l'énergie quantique ?
• Qu'est-ce que la thérapie énergétique ?

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Liaisons enseignements et programmes

Idées ou Réflexions liées à son enseignement

on divise le cours en quatre chapitres. Le premier chapitre porte sur une introduction à la physique statistique. Les deuxième et troisième chapitres sont consacrés à la compréhension de la transition entre la physique classique et la physique moderne. Les expériences fondatrices de la mécanique quantique que sont le rayonnement du corps noir, la variation de la capacité calorifique en fonction de la température et l’effet photoélectrique sont utilisées pour justifier l’introduction de la constante de Planck, h. Le quatrième chapitre concerne à proprement parler l’introduction à la mécanique quantique. Dans ce contexte, le récit de Damour et Burniat s’articule bien avec le cours sur la physique microscopique. Cet enseignement est construit pour susciter une réflexion sur ce qu’est la fonction d’onde (signification physique, complétude, problème de la mesure, superposition…) en proposant une ouverture sur des interprétations possibles. La bande dessinée BD, au travers de l’histoire conceptuelle de la MQ et de certaines de ses interprétations, peut justement permettre aux étudiants de recentrer leur réflexion sur la nature de la fonction d’onde.

La séquence a été construite autour des questions des étudiants et les diapositives ont été projetées au fur et à mesure des échanges. Avant de donner la parole aux étudiants, l’enseignant a projeté la diapositive de la figure qui est une synthèse des notions abordées dans les séances précédents concernant le rôle de l’observateur. Le but est de pouvoir revenir sur la nature de la fonction d’onde Ψ de l’équation de Schrödinger et sur certaines des interprétations qui en sont faites.

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Aides et astuces

• l’utilisation d’une bande dessinée dans l’enseignement de la mécanique quantique

• faire prendre conscience aux étudiants de la rupture épistémologique qu’il est nécessaire d’opérer afin de comprendre cette nouvelle physique.

• d'histoire des sciences et d'épistémologie de la physique serait susceptible de rendre plus efficace l'enseignement de la physique moderne dans le cycle considéré.

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Bibliographie

Pour citer cette page: ([1])

ABROUGUI, M & al, 2021. Discussion:Quantique. In Didaquest [en ligne]. <http:www.didaquest.org/wiki/Discussion:Quantique>, consulté le 25, novembre, 2024

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