Équation de schrödinger vs équation de dirac

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Hibou57

Comme-même (tm)
VIB
Hello,

J’ai deux questions basiques pour les gens qui connaissent, et je sais qu’il y en a ici :p

Dans le monde des particules, on entend souvent parler de deux équations, celle de Schrödinger et celle de Dirac. La première est non‑relativiste, la seconde est relativiste. Ça signifie que l’équation de Dirac est plus juste ou plus complète que l’équation de Schrödinger ?

L’autre question est : est‑ce que l’une ou l’autre de ces deux équations suffit à prédire le comportement d’un électron autour d’un noyau, les couches électroniques, l’hybridation des orbitales, l’exclusion de Pauli, etc ?

@IntricationQ , @Taaslim
 
Hello,

J’ai deux questions basiques pour les gens qui connaissent, et je sais qu’il y en a ici :p

Dans le monde des particules, on entend souvent parler de deux équations, celle de Schrödinger et celle de Dirac. La première est non‑relativiste, la seconde est relativiste. Ça signifie que l’équation de Dirac est plus juste ou plus complète que l’équation de Schrödinger ?

L’autre question est : est‑ce que l’une ou l’autre de ces deux équations suffit à prédire le comportement d’un électron autour d’un noyau, les couches électroniques, l’hybridation des orbitales, l’exclusion de Pauli, etc ?

@IntricationQ , @Taaslim
Je ne suis pas un expert, j'ai juste quelques notions mais j'ai trouvé que cet article est très intéressant et très complet. Je n'ai pas assez de bagages pour tout comprendre mais j'essaie tant bien que mal. :D

https://thomassonjeanmicl.wordpress.com/2015/07/04/paul-dirac-et-lanti-matiere/

Sinon tu as vu, qu'il a été découvert une nouvelle particule (baryon à 2 quarks lourds)?
 
Hello,

J’ai deux questions basiques pour les gens qui connaissent, et je sais qu’il y en a ici :p

Dans le monde des particules, on entend souvent parler de deux équations, celle de Schrödinger et celle de Dirac. La première est non‑relativiste, la seconde est relativiste. Ça signifie que l’équation de Dirac est plus juste ou plus complète que l’équation de Schrödinger ?

L’autre question est : est‑ce que l’une ou l’autre de ces deux équations suffit à prédire le comportement d’un électron autour d’un noyau, les couches électroniques, l’hybridation des orbitales, l’exclusion de Pauli, etc ?

@IntricationQ , @Taaslim

Désolé Hibou mais je ne suis pas physicien :eek::(

Tout ce que je connais c'est l'expérience du chat : https://fr.wikipedia.org/wiki/Chat_de_Schrödinger :indigne:
 
C'est loin d'être des questions basiques. Au contraire. JE crains qu'il ne faille un très bon niveau pour y répondre ; essaie de tagger
@Jokeur , si je me souviens bien de ses premières interventions, je crois qu'il est physicien.
Je voulais dire basique dans le sens de la signification et de l’usage de ces deux équations, sans nécessairement tout maitriser. Je dois choisir quel modèle utiliser pour expliquer les liaisons dans les molécules et leur géométrie. Il y a les schémas de Lewis (limitée), l’hybridation des orbitales (que je ne connais pas bien), la méthode VSEPR (semble plus limitée que les orbitales), et puis une autre dont j’ai oublié le nom. Elles sont toutes des simplifications de la réalité, sont souvent limitées aux petits atomes, mais ça peut aller. Je voudrais une méthode compréhensible qui s’applique aux molécules organiques avec des groupes fonctionnels assez divers (je ne veux pas me limiter aux hydrocarbures).
 
Hello,

J’ai deux questions basiques pour les gens qui connaissent, et je sais qu’il y en a ici :p

Dans le monde des particules, on entend souvent parler de deux équations, celle de Schrödinger et celle de Dirac. La première est non‑relativiste, la seconde est relativiste. Ça signifie que l’équation de Dirac est plus juste ou plus complète que l’équation de Schrödinger ?

L’autre question est : est‑ce que l’une ou l’autre de ces deux équations suffit à prédire le comportement d’un électron autour d’un noyau, les couches électroniques, l’hybridation des orbitales, l’exclusion de Pauli, etc ?

@IntricationQ , @Taaslim
Salam Hibou,
Je me suis tout de suite senti concerné :D
La réponse est: Le chat n'est pas mort :bizarre:
 
Hello,

J’ai deux questions basiques pour les gens qui connaissent, et je sais qu’il y en a ici :p

Dans le monde des particules, on entend souvent parler de deux équations, celle de Schrödinger et celle de Dirac. La première est non‑relativiste, la seconde est relativiste. Ça signifie que l’équation de Dirac est plus juste ou plus complète que l’équation de Schrödinger ?

L’autre question est : est‑ce que l’une ou l’autre de ces deux équations suffit à prédire le comportement d’un électron autour d’un noyau, les couches électroniques, l’hybridation des orbitales, l’exclusion de Pauli, etc ?

@IntricationQ , @Taaslim

Selon le peu que j'en connais, l'équation de Dirac n'intègre que la relativité spéciale dans la physique quantique. Alors que ça fait une éternité qu'on cherche en vain à unifier physique quantique et relativité générale!
 
Il existe une possibilité, c'est de poser la question ici ; http://forums.futura-sciences.com/physique/
Il y a quelques cranks mais la plupart des intervenants sont physiciens, ou profs de physique.
Merci, mais je connais, j’y suis inscrit, j’y allais avant, et c’est trop élitiste, ils n’aiment pas que des gens posent des questions dont les réponses leurs semblent évidentes à eux. Ce n’est pas le seul site spécialisé à souffrir de ce problème … c’est plus accueillant ici :p
 
Merci, mais je connais, j’y suis inscrit, j’y allais avant, et c’est trop élitiste, ils n’aiment pas que des gens posent des questions dont les réponses leurs semblent évidentes à eux. Ce n’est pas le seul site spécialisé à souffrir de ce problème … c’est plus accueillant ici :p

Est-ce que Claude de Bortoli y est allé? Parce qu'il a dû se faire malmener là-bas! :joueur:
 
Le but de la physique vise à la caractérisation de l’objet suite à des interactions physiques, plus précisément nous observons des effets lors de ses interactions avec d’autres objets, par la Mesure.

L’interprétation d’une équation ou formule mathématique exprimant un phénomène physique résulte des choix arrêtés lors de la modélisation mathématique : il faut l’inscrire et lui donner sens dans son modèle mathématique contemporain, dans la vision qui lui a donné naissance, dans la continuité des modèles qui lui précédèrent avec la prise en compte de leurs limites ou des aberrations nées des interprétations qui en résultèrent.

L’équation en elle-même, au-delà d’être une simple formule, traduit les postulats du modèle, des principes tels la conservation, etc., portant sur des « grandeurs » jugées pertinentes, des « variables (d’état)», des fonctions de plusieurs variables de l’espace-temps.

Ainsi pour revenir au sujet, l’équation de Dirac prolonge celle de Schrödinger, elles s’inscrivent dans des modèles physiques voisins dérivant de modélisations mathématiques traduisant des principes fondamentaux tels la conservation de la masse, de la quantité de mouvement, de l’énergie, c=cte pour l’un.

En fonction de l’évolution des mathématiques et des différentes théories de la Mesure depuis le sens premier associé au calcul arithmétique (additivité, linéarité), puis des géométrie euclidienne et non euclidienne, en passant par les approches au sens de Riemann, de Lebesgue, des probabilités ou des distributions, les modélisations du monde physique se sont diversifiées autour des visions particulaires, ondulatoires évoluant ainsi de la mécanique classique Newtonienne à celles récentes de la quantique et autres.

Pour tenter de répondre à la deuxième question, bien que je sois peu versé dans la chimie, pour l’instant les modèles ne sont pas unifiés, de plus les phénomènes rencontrés ont ouvert deux voies, celles des expériences reproductibles donnant les mêmes mesures à l’échelle macroscopique (physique déterministe) et celle des expériences qui reproduites donnent aléatoirement des mesures discrètes prises parmi une série de valeurs potentielles prévisibles selon des lois de la probabilité (exemples spectre de raies d’émission, nuage électronique ou probabilité de présence)
 
Merci pour ta géniale réponse :)

[…]

Ainsi pour revenir au sujet, l’équation de Dirac prolonge celle de Schrödinger, […]
Dans un sens similaire à celle d’Einstein prolonge celle de Newton ou dans un sens différent ?

Pour tenter de répondre à la deuxième question, bien que je sois peu versé dans la chimie, pour l’instant les modèles ne sont pas unifiés, de plus les phénomènes rencontrés ont ouvert deux voies, celles des expériences reproductibles donnant les mêmes mesures à l’échelle macroscopique (physique déterministe) et celle des expériences qui reproduites donnent aléatoirement des mesures discrètes prises parmi une série de valeurs potentielles prévisibles selon des lois de la probabilité (exemples spectre de raies d’émission, nuage électronique ou probabilité de présence)
Ah oui, c’est vrai, merci de le souligner, c’est probabiliste quand j’y repenses maintenant. Mais sur des grands ensembles, c’est assez déterministe quand‑même, et on retrouve bien toujours les mêmes raies pour les mêmes atomes (pour les molécules c’est apparemment plus complexe, mais le principe est le même).
 
En fonction de l’évolution des mathématiques et des différentes théories de la Mesure depuis le sens premier associé au calcul arithmétique (additivité, linéarité), puis des géométrie euclidienne et non euclidienne, en passant par les approches au sens de Riemann, de Lebesgue, des probabilités ou des distributions, les modélisations du monde physique se sont diversifiées autour des visions particulaires, ondulatoires évoluant ainsi de la mécanique classique Newtonienne à celles récentes de la quantique et autres.
Mais, si j'ai bien compris, sans forcément s'invalider les unes les autres...toutes ces couches successives ne finissent-elles pas par donner un mille-feuille indigeste et contre-productif vis-à-vis de notre compréhension du monde ? A moins qu'elles n'aient pas le même domaine de validité, comme la RG et la MQ...qu'on cherche désespérément à unifier depuis 40 ou 50 ans...
 
Mais, si j'ai bien compris, sans forcément s'invalider les unes les autres...toutes ces couches successives ne finissent-elles pas par donner un mille-feuille indigeste et contre-productif vis-à-vis de notre compréhension du monde ? A moins qu'elles n'aient pas le même domaine de validité, comme la RG et la MQ...qu'on cherche désespérément à unifier depuis 40 ou 50 ans...
Comme je le comprends, certains modèles sont plus simples à utiliser que d’autres, alors il y a des différences pratiques, des différences de public et de domaines. Il faut juste ne pas oublier les limites des modèles. C’est justement la pensée derrière ce sujet, j’ai posé la question en cherchant quel modèle je devrais utiliser parmi plusieurs, pour mes besoins propres.
 
Mais, si j'ai bien compris, sans forcément s'invalider les unes les autres...toutes ces couches successives ne finissent-elles pas par donner un mille-feuille indigeste et contre-productif vis-à-vis de notre compréhension du monde ? A moins qu'elles n'aient pas le même domaine de validité, comme la RG et la MQ...qu'on cherche désespérément à unifier depuis 40 ou 50 ans...
Le modèle de Bohr, construit autour d'une modélisation "newtonienne", s'est avéré insuffisant (énergétiquement)
Le problème de l'interaction gravitationnelle de 2-corps admet une solution analytique en mécanique newtonienne et pas de solution exacte en RR et RG (problème de N corps), approximation par simulation numérique ...
Les modèles sont souvent linéaires ou du premier ordre, caractérisant des états stationnaires pour des conditions aux limites bien précises ...
On ne tient pas compte des phénomènes considérés comme ayant des effets négligeables ...
Équation de Van der Waals, lois de coulomb, de Mariotte etc ... Gaz rare ou parfait, corps pur etc ...
On arrondit aux premières approximations en omettant parfois l'effet de la poussée d’Archimède, le poids d'un fil, la pression exercée par la lumière sur un objet éclairé, en incluant le traditionnel couplet sous les conditions normales de pression et de température ...
On pose v=0 pour un écoulement fluide uniforme au voisinage du bord d'une rivière ou de fuite d'une aile, sachant que des turbulences s'établissent (phénomènes non-stationnaires, non linéaires, de couche limite ...)
Pour des approches de phénomènes microscopiques, on ne peut se permettre de négliger ne serait-ce que l'effet de l'éclairage nécessaire à l'observation.
En d'autres termes, il n'y a pas de panacée universelle, les modèles sont des "représentations numériques simplificatrices" qui collent aux effets observables dans des limites précises ...
 
[…]
En d'autres termes, il n'y a pas de panacée universelle, les modèles sont des "représentations numériques simplificatrices" qui collent aux effets observables dans des limites précises ...
Et deux de ces limites sont : la compréhension (la maitrise d’outils mathématiques pas intuitifs pour les humains) et la capacités de calcul (ex. en chimie, les ordinateurs actuels ne peuvent pas modéliser au delà de molécules simples). Les limites ne sont pas que celles de la connaissance des phénomènes empêchant d’avoir des modèles plus justes, elles sont aussi dans les capacités à appliquer les modèles.
 
Le problème de l'interaction gravitationnelle de 2-corps admet une solution analytique en mécanique newtonienne et pas de solution exacte en RR et RG (problème de N corps), approximation par simulation numérique ...
Les modèles sont souvent linéaires ou du premier ordre, caractérisant des états stationnaires pour des conditions aux limites bien précises ...
On ne tient pas compte des phénomènes considérés comme ayant des effets négligeables ...
Équation de Van der Waals, lois de coulomb, de Mariotte etc ... Gaz rare ou parfait, corps pur etc ...
On arrondit aux premières approximations en omettant parfois l'effet de la poussée d’Archimède, le poids d'un fil, la pression exercée par la lumière sur un objet éclairé, en incluant le traditionnel couplet sous les conditions normales de pression et de température ...
On pose v=0 pour un écoulement fluide uniforme au voisinage du bord d'une rivière ou de fuite d'une aile, sachant que des turbulences s'établissent (phénomènes non-stationnaires, non linéaires, de couche limite ...)
Pour des approches de phénomènes microscopiques, on ne peut se permettre de négliger ne serait-ce que l'effet de l'éclairage nécessaire à l'observation.
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Je comprends mieux le gouffre entre physique théorique et physique expérimentale, quand on écoute leurs confrontations on a parfois l'impression qu'ils ne parlent pas la même langue!
Merci, tu es très pédagogue en tout cas. ;)
 
Je rajoute un truc ; cette histoire de conditions aux limites existe aussi en biologie, finalement ; quand on s'approche des 95è ou 5è percentile, on ne sait pas trop bien comment le système vivant réagit. la probabilité qu'il se casse la figure est grande certes, mais on peut avoir des surprises, c'est pour ça que ceux qui se permettent un pronostic affirmatif dans ces situations me semblent très gonflés.
 
Le but de la physique vise à la caractérisation de l’objet suite à des interactions physiques, plus précisément nous observons des effets lors de ses interactions avec d’autres objets, par la Mesure.

L’interprétation d’une équation ou formule mathématique exprimant un phénomène physique résulte des choix arrêtés lors de la modélisation mathématique : il faut l’inscrire et lui donner sens dans son modèle mathématique contemporain, dans la vision qui lui a donné naissance, dans la continuité des modèles qui lui précédèrent avec la prise en compte de leurs limites ou des aberrations nées des interprétations qui en résultèrent.

L’équation en elle-même, au-delà d’être une simple formule, traduit les postulats du modèle, des principes tels la conservation, etc., portant sur des « grandeurs » jugées pertinentes, des « variables (d’état)», des fonctions de plusieurs variables de l’espace-temps.

Ainsi pour revenir au sujet, l’équation de Dirac prolonge celle de Schrödinger, elles s’inscrivent dans des modèles physiques voisins dérivant de modélisations mathématiques traduisant des principes fondamentaux tels la conservation de la masse, de la quantité de mouvement, de l’énergie, c=cte pour l’un.

En fonction de l’évolution des mathématiques et des différentes théories de la Mesure depuis le sens premier associé au calcul arithmétique (additivité, linéarité), puis des géométrie euclidienne et non euclidienne, en passant par les approches au sens de Riemann, de Lebesgue, des probabilités ou des distributions, les modélisations du monde physique se sont diversifiées autour des visions particulaires, ondulatoires évoluant ainsi de la mécanique classique Newtonienne à celles récentes de la quantique et autres.

Pour tenter de répondre à la deuxième question, bien que je sois peu versé dans la chimie, pour l’instant les modèles ne sont pas unifiés, de plus les phénomènes rencontrés ont ouvert deux voies, celles des expériences reproductibles donnant les mêmes mesures à l’échelle macroscopique (physique déterministe) et celle des expériences qui reproduites donnent aléatoirement des mesures discrètes prises parmi une série de valeurs potentielles prévisibles selon des lois de la probabilité (exemples spectre de raies d’émission, nuage électronique ou probabilité de présence)
Ouais c'est pas faux . :D
 
Je rajoute un truc ; cette histoire de conditions aux limites existe aussi en biologie, finalement ; quand on s'approche des 95è ou 5è percentile, on ne sait pas trop bien comment le système vivant réagit. la probabilité qu'il se casse la figure est grande certes, mais on peut avoir des surprises, c'est pour ça que ceux qui se permettent un pronostic affirmatif dans ces situations me semblent très gonflés.

Ce commentaire m'a fait penser aux différentes formes de vie (extrêmophiles) dans des milieux "hostiles" au fin fond des grottes, des océans, dans des milieux acides mais aussi à la disparition d'espèces due à des subites variations environnementales des biotopes (Dinosaures, Mammouths pré-historiques, mais aussi faune et flore historiques).

De même pour d'autres milieux hostiles (famine, pauvreté, guerres, etc ...) on observe l'"effet tunnel" de Schrödinger : Migration des réfugiés, des harragas, ou boat-people africains qui survivent en traversant des frontières répulsives, des barrières de potentiel, pour survivre aux famines, au chômage en pensant à ces dizaines d'individus qui escaladent les "murs" de Berlin, les grillages frontaliers du Mexique ou de Melilia, creusant des tunnels à Ghaza etc ...
 
[…]

De même pour d'autres milieux hostiles (famine, pauvreté, guerres, etc ...) on observe l'"effet tunnel" de Schrödinger : Migration des réfugiés, des harragas, ou boat-people africains qui survivent en traversant des frontières répulsives, des barrières de potentiel, pour survivre aux famines, au chômage en pensant à ces dizaines d'individus qui escaladent les "murs" de Berlin, les grillages frontaliers du Mexique ou de Melilia, creusant des tunnels à Ghaza etc ...
Si c’est une image, d’accord, si c’est une analogie, pas d’accord. Les phénomènes sont trop différents pour faire des analogies.
 
Si c’est une image, d’accord, si c’est une analogie, pas d’accord. Les phénomènes sont trop différents pour faire des analogies.
Je plaisantes tout en m'interrogeant sur les modèles et les vérités sous-jacentes ?
Modèle réflexion/transmission/absorption ? ..... (refoulé, transfuge, intégré lol ...)
Comment une balle de ping-pong rebondissant sur les six faces ou "murs" d'une chambre, peut-elle en traverser l'un des murs, comment se creuse le "tunnel" ?
En recevant de l'énergie d'autres balles de ping-pong voisines qui lui font la courte échelle de l'intérieur, ou venant de l'extérieur sous forme de balles (neutrons thermiques) ?
Mais alors comment les neutrons thermiques traversent-ils la barrière de potentiel ?
Qu'est qui détermine l'efficacité des chocs ?

Les approches essentialistes guident souvent l'intuition : Thomas Edison recherchait à ses débuts la lumière dans des filaments végétaux vu que la combustion du bois génère lumière et de la lumière dans le bois ou des combustibles à la lumière d'un esprit retrouvant la lumière dans tout les atomes il n'y a qu'un pas ...
L'effet photoélectrique au fond de notre œil d'humain, se distingue-t-il de celui déchargeant un électroscope ?
Est-ce une analogie entre des phénomènes distincts ?
 
Le but de la physique vise à la caractérisation de l’objet suite à des interactions physiques, plus précisément nous observons des effets lors de ses interactions avec d’autres objets, par la Mesure.

L’interprétation d’une équation ou formule mathématique exprimant un phénomène physique résulte des choix arrêtés lors de la modélisation mathématique : il faut l’inscrire et lui donner sens dans son modèle mathématique contemporain, dans la vision qui lui a donné naissance, dans la continuité des modèles qui lui précédèrent avec la prise en compte de leurs limites ou des aberrations nées des interprétations qui en résultèrent.

L’équation en elle-même, au-delà d’être une simple formule, traduit les postulats du modèle, des principes tels la conservation, etc., portant sur des « grandeurs » jugées pertinentes, des « variables (d’état)», des fonctions de plusieurs variables de l’espace-temps.

Ainsi pour revenir au sujet, l’équation de Dirac prolonge celle de Schrödinger, elles s’inscrivent dans des modèles physiques voisins dérivant de modélisations mathématiques traduisant des principes fondamentaux tels la conservation de la masse, de la quantité de mouvement, de l’énergie, c=cte pour l’un.

En fonction de l’évolution des mathématiques et des différentes théories de la Mesure depuis le sens premier associé au calcul arithmétique (additivité, linéarité), puis des géométrie euclidienne et non euclidienne, en passant par les approches au sens de Riemann, de Lebesgue, des probabilités ou des distributions, les modélisations du monde physique se sont diversifiées autour des visions particulaires, ondulatoires évoluant ainsi de la mécanique classique Newtonienne à celles récentes de la quantique et autres.

Pour tenter de répondre à la deuxième question, bien que je sois peu versé dans la chimie, pour l’instant les modèles ne sont pas unifiés, de plus les phénomènes rencontrés ont ouvert deux voies, celles des expériences reproductibles donnant les mêmes mesures à l’échelle macroscopique (physique déterministe) et celle des expériences qui reproduites donnent aléatoirement des mesures discrètes prises parmi une série de valeurs potentielles prévisibles selon des lois de la probabilité (exemples spectre de raies d’émission, nuage électronique ou probabilité de présence)
Je ne suis pas tout à fait d'accord pour dire que l'équation de Dirac prolonge celle de schrodinger.
Il faut examiner la démarche générale de schrodinger pour aborder le problème du mouvement de l'électron autour du noyau d'hydrogène.
Nous devons obligatoirement abordé la loi de Balmer-rydberg et les 4 modèles en concurrence de l'époque
 
Je ne suis pas tout à fait d'accord pour dire que l'équation de Dirac prolonge celle de schrodinger.
Il faut examiner la démarche générale de schrodinger pour aborder le problème du mouvement de l'électron autour du noyau d'hydrogène.
Nous devons obligatoirement abordé la loi de Balmer-rydberg et les 4 modèles en concurrence de l'époque

Rappel de la chronologie ...
Balmer-Rydberg-Ritz 1885-1888-1908 .. Formules empiriques au départ, puis extension, enfin modélisation théorique quantique
Planck 1899 notion de quanta
Einstein 1905 Principes de la relativité restreinte

1926 Schrödinger développe l'approche de Planck dans le cadre de la mécanique quantique.
1928 Dirac développe l'approche de Pauli et modélise une approche à la fois quantique et relativiste.

J'entendais par prolongement, l'extension au domaine de la relativité.
 
Je ne suis pas tout à fait d'accord pour dire que l'équation de Dirac prolonge celle de schrodinger.
Il faut examiner la démarche générale de schrodinger pour aborder le problème du mouvement de l'électron autour du noyau d'hydrogène.
Nous devons obligatoirement abordé la loi de Balmer-rydberg et les 4 modèles en concurrence de l'époque
La démarche de Dirac, elle était pour aborder quel problème ?
 
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