FORMULES de PHYSIQUE
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QUANTUM (QUANTA)
-quantum (quanta)
Un QUANTUM est la plus petite quantité d'une grandeur physique pouvant exister de façon indépendante
Cette notion est surtout utilisée dans le monde des particules, car de nombreux phénomènes les concernant se mesurent par paliers, dont chaque marche implique une quantité UNITAIRE insécable de mesure, dénommée quantum
QUANTA est le pluriel de quantum
QUANTIQUE signifie "concernant les particules", car celles-ci présentent des caractérisques dont les mesures font intervenir des quanta
Voir aussi chapitre Physique quantique
Les QUANTA USUELS
-le quantum d'action
est la quantité basique insécable d’action, dont la mesure (unitaire) est dénommée constante de Planck
-le quantum de moment cinétique
est toujours proportionnel à une quantité basique insécable dite quantum de moment cinétique intrinsèque, dont la mesure (unitaire) est dénommée Dirac h ou h) ou abusivement constante de Planck réduite
-le quantum de longueur
l'action est égale au produit (masse x vitesse x longueur) et comme une particule donnée a un quantum d'action, une masse donnée et une vitesse égale à (c), la longueur présente une valeur "taille minimale unitaire", dite longueur de Compton
Par exemple pour l'électron, le calcul donne comme limite de longueur un diamètre
ld ~ 4.10-12 m >> c'est là le diamètre de Compton théorique de l'électron,
-le quantum d'énergie
est l'unité ultimement petite d'énergie, dénommée électronvolt (eV) valant 1,602 176 462(63).10-19 Joule
-cas particulier du photon
E = h.ν ou E = h .ω ou E = Q’.v
avec : E(J)= énergie quantum du photon
h(J-s)= quantum d’action du photon (constante de Planck = 6,626 068 .10-34 J-s)
h (J)= Dirac h ou constante de Planck réduite (1,054 571 596(82).10-34 J-s/sr)
ν(Hz)= fréquence de l’onde portant le photon
ω(rad/s)= vitesse angulaire du photon
Q’(kg-m/s)= quantité de mouvement (impulsion) du photon
v(m/s)= vitesse du photon (qui est, dans le vide = c = 2,99792458 .108 m/s)
-le quantum d'entropie est la constante de Boltzmann (1,3806503. 10-23 J / K)
-le quantum de FLUX d'induction magnétique
correspond à celui de l'électron, nommé fluxon (valeur minimale d'un FLUX) et valant Φq = h / 2e où h = constante de Planck (6,62606876.10-34 J-s) et e(C)= charge élémentaire(1,6021733.10-19 C)
Φq est alors égal à 2,06783461.10-15 Wb
-le quantum de vibration est le phonon
En langage pratique (c'est à dire abrégé), quantum désigne le plus souvent une quantité unitaire d'action
Relations usuelles entre les paramètres quantiques
Q’ = h / l/// n = h / m.l /// E= h² / 2m.l² /// l = (h² / 2m.E)1/2 /// t = m.l² / h /// E = h.n
où (l) est la longueur d’onde, (Q’) la quantité de mouvement, (h) la constante de Planck, -une action-, (h) la constante de Planck réduite-un moment cinétique-, (m) la masse, (t) le temps, (E) l’énergie et (n) la fréquence