Paquet d'onde — Wikipédia

Paquet d'onde
En physique, un paquet d'onde, ou train
d'onde, est une enveloppe ou un paquet
contenant un nombre arbitraire d'ondes
élémentaires. Il existe aussi des demi
paquets d'onde, qui sont des paquets
d'onde scindés en quadrature de phase.
En mécanique quantique, le paquet
d'onde possède une signification
particulière: il est interprété comme
étant une onde de probabilité qui décrit la
probabilité pour une particule (ou des
particules) dans un état donné d'avoir

une position et une quantité de
mouvement données. Cette
interprétation n'est pas compatible avec
l'onde du chat de Schrödinger: comme
on ne peut pas faire une combinaison
linéaire des ondes de matière du chat
vivant et du chat mort, ces ondes
n'obéissent pas à une équation linéaire
comme le suppose la mécanique
quantique. L'utilisation de la mécanique
quantique pour traiter des problèmes
complexes nécessite des corrections par
exemple l'introduction de particules
convenables.
En appliquant l'équation de Schrödinger
en mécanique quantique, il est possible

de déduire l'évolution temporelle d'un
système, de manière similaire au
formalisme hamiltonien en mécanique
classique. Le paquet d'onde est une
solution mathématique de l'équation de
Schrödinger. Le carré de l'aire en dessous
du paquet d'onde solution (intégrale
quadratique) est interprétée comme
étant la densité de probabilité de trouver
une particule dans cette région.
Dans une représentation à coordonnées
d'une onde (comme en coordonnées
cartésiennes), la position de l'onde est
donnée par la position du paquet. De
plus, plus le paquet d'onde est petit,
mieux est définie la position du paquet

d'onde, mais plus l'incertitude sur la
quantité de mouvement est grande. Cette
particularité est connue sous le nom de
principe d'incertitude de Heisenberg.
Au début des années 1900, il devint
évident que la mécanique classique
montrait des défaillances majeures.
Albert Einstein proposa originellement
l'idée que la lumière se déplaçait en
paquets discrets appelés
«corpuscules», mais le comportement
ondulatoire de nombreux phénomènes
lumineux conduisit les scientifiques à
favoriser une description en termes
Bases

d'ondes de l'électromagnétisme. Ce n'est
que dans les années 1930 que la nature
particulaire de la lumière commença
réellement et largement à être acceptée
en physique. Le développement de la
mécanique quantique - et son succès
dans l'explication de résultats
expérimentaux qui pouvaient sembler
paradoxaux - fut la base principale de
cette acceptation.
Un des concepts les plus importants
dans la formulation de la mécanique
quantique est l'idée que la lumière se
déplace en quantités discrètes appelées
photons. L'énergie de la lumière est une
fonction discrète de la fréquence: