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Le Principe d'Heisenberg

Werner Heisenberg, physicien, allemand est le père de cette loi (nommée aussi principe d'incertitude).

I. Le principe



Il est impossible de déterminer avec précision et simultanément la position et la vitesse d'une particule comme l'électron. Lorsque l'on connaît la position de la particule, l'on est incapable d'en déterminer la vitesse et lorsque l'on connaît la vitesse ce celle-ci, sa position est indéterminable.

L'incertitude de mesures résultant du calcul de la vitesse et de la position devient plus grande que la valeur à déterminer !

Par conséquent, la notion de trajectoire exacte n'a pas de sens pour les particules. 

II. Origine des difficultés

On ne peut observer quelque chose qu'en l'éclairant avec de la lumière. Or à l'échelle de l'infiniment petit, cela pose un problème tout à fait nouveau.

Le moindre photon qui percute ou interagit avec un électron va modifier la trajectoire initiale de ce dernier ou le faire changer d'orbitale. A cette échelle, le photon devient un projectile qui peut déterminer la position de l'électron, mais qui a en même temps modifié sa vitesse et sa trajectoire; celle ci ne pourra donc pas être connue en même temps. La moindre mesure interfère avec l'objet de la mesure... et la change!

III. Conception probabiliste de la position des électrons

Ce qui découle de cette impossibilité est une conception probabiliste de la position des électrons dans l'atome. Il s'agit donc de statistiques. Nous dirons donc qu'il y a de grandes chances de trouver l'électron dans un volume donné (orbitale).

Toutefois, l'électrons ne se trouvera peut-être pas dans cet espace. L'atome n'a donc pas de limite clairement définie !

 

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