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Physico-chimie quantique

1M1AE1 Physico-chimie quantique Matériaux et Chimie (formation initiale sous statut étudiant) S5
Cours : 14 h TD : 7 h TP : 0 h Projet : 0 h Total : 21 h
Responsable : Raymond Fresard
Pré-requis
Connaissances générales en mécanique, matrices.
Objectifs de l'enseignement
Donner aux futurs ingénieurs les outils permettant de comprendre l'existence et les propriétés de l'état solide sur la base de la théorie quantique des atomes et molécules, et les principes de diverses spectroscopies.
Programme détaillé
Introduction : effets quantiques de la molécule au solide. Le théorème de Bohr - van Leuven. Notion d'états et d'opérateurs, postulats et formalisme ''bra-ket''. Expériences de Stern-Gerlach et spin. Evolution temporelle et équation de Schrödinger. Particule libre et oscillateur harmonique. Atomes d'hydrogène et hydrogénoïde et tableau périodique. Effets relativistes, couplage spin-orbite et effet Zeeman.
Applications (TD ou TP)
Quantification du moment cinétique et orbitales. Orbitales moléculaires et énergie de liaison d'une molécule. Résonance magnétique nucléaire.
Compétences acquises
Comprendre la description quantique de systèmes simples. Connaitre la description des ions et molécules. Comprendre la réponse des ions à des champs extérieurs.

Niveau 1 des compétences: "Connaissance, compréhension des fondamentaux scientifiques (élaboration, synthèse et propriétés)"
Bibliographie
Modern approach to quantum mechanics, J. S. Townsend (2000).
Mécanique quantique, C. Cohen-Tanoudji, B. Diu et F. Laloë, Hermann (1973).
Principles of Quantum Mechanics, R. Shankar, Kluwer Academic/Plenum Publishers (1994).

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