Les prémices de la mécanique quantique

[Invité shf]

Petite histoire amusante (peut-être déjà postée ?)

 

 

Ernest Rutherford, Prix Nobel de Chimie 1908, raconte cette anecdote amusante lorsqu’il était encore professeur de chimie :

 

J'ai reçu un message d'un collègue à propos d'un étudiant.

 

La question était la suivante :

« Montrez comment il est possible de déterminer la hauteur d'un building à l'aide d'un baromètre. »

 

L'étudiant avait répondu :

« On prend le baromètre en haut du building, on lui attache une corde, on le fait glisser jusqu' au sol, ensuite on le remonte et on calcule la longueur de la corde. La longueur de la corde donne la hauteur du building. »

 

L'étudiant avait raison vu qu'il avait répondu juste et complètement à la question.

 

D'un autre côté, je ne pouvais pas lui mettre ses points : dans ce cas, il aurait reçu son grade de physique alors qu'il ne m'avait pas montré de connaissances en physique.

 

J'ai proposé de donner une autre chance à l'étudiant en lui donnant six minutes pour répondre à la question en me démontrant des connaissances de physique.

 

Après cinq minutes, il n'avait encore rien écrit.

 

Je lui ai demandé s'il voulait abandonner mais il répondit qu'il avait beaucoup de réponses pour ce problème et qu'il cherchait la meilleure d'entre elles.

 

Je l'ai alors encouragé à me les donner toutes et il se hâta pour me répondre :

 

« Hé bien, dit-il, il y a plusieurs façon de calculer la hauteur d'un building avec un baromètre. On place le baromètre à la hauteur du toit. On le laisse tomber en calculant son temps de chute avec un chronomètre. Ensuite en utilisant la formule : x=gt²/2, on trouve la hauteur du building. »

 

« Par exemple, on peut aussi le placer dehors lorsqu'il y a du soleil. On calcule la hauteur du baromètre, la longueur de son ombre et la longueur de l'ombre du building. Ensuite, avec un simple calcul de proportion, on trouve la hauteur du building. »

 

Bien, lui répondis-je, et les autres.

 

« Il y a une méthode assez basique que vous allez apprécier. On monte les étages avec un baromètre et en même temps on marque la longueur du baromètre sur le mur. En comptant le nombre de trait, on a la hauteur du building en longueur de baromètre. C'est une méthode très directe. »

 

« Bien sûr, si vous voulez une méthode plus sophistiquée, vous pouvez prendre le baromètre à une corde, le faire balancer comme un pendule et déterminer la valeur de l'intensité de pesanteur g au niveau de la rue et au niveau de toit. A partir de la différence de g la hauteur de building peut être calculée. »

 

« De la même façon, on l'attache à une grande corde et en étant sur le toit, on le laisse descendre jusqu'à peu près le niveau de la rue. On le fait balancer comme un pendule et on calcule la hauteur du building à partir de la période de précession. »

 

Finalement, il conclut : Il y a encore d'autres façons de résoudre ce problème. Probablement la meilleure est d'aller au sous-sol, frapper à la porte du concierge et lui dire :

 

« J'ai pour vous un superbe baromètre si vous me dites quelle est la hauteur du building. »

 

J'ai ensuite demandé à l'étudiant s'il connaissait la réponse que j'attendais. (Mesurer la différence de la pression atmosphérique entre le rez de chaussée et le sommet de l'immeuble)

 

Il a admis que oui mais qu'il en avait marre des professeurs qui essayaient de lui apprendre comment il devait penser.

 

Pour l'anecdote, l'étudiant se nommait Niels Bohr, Prix Nobel de Physique 1922. (Pour ses travaux sur les mécaniques quantiques)

[christel]

merci

[GéGé]

C'est légendaire, et excellent!

 

[Invité Scopy]

La première méthode me convient très bien !!!

Excellent !

[acdc33]

Wahou! Quelle chute finale dans ton histoire!

Bien joué!

[RIGEL33]

C'est marrant merci

[Jeff Hawke]

Il a admis que oui mais qu'il en avait marre des professeurs qui essayaient de lui apprendre comment il devait penser.

 

Pour l'anecdote, l'étudiant se nommait Niels Bohr, Prix Nobel de Physique 1922. (Pour ses travaux sur les mécaniques quantiques)

 

C'est cette radicale originalité de pensée qui l'a fait quitter l'équipe de Thomson à Cambridge, pour rejoindre l'équipe de Rutherford, pour travailler sur son modéle d'atome (un noyau, et des électrons "en orbite" ) auquel personne ne croyait pas même Rutherford lui-même. Ce truc ne pouvait pas marcher, avec la physique classique...

 

Et Bohr est donc parti sur l'idée de faire marcher l'atome de Rutherford hors des lois de la physique classique...en 1912 ou 13... Avec les niveaux quantiques.

 

C'était un bon conceptuel d'une audace étonnante, rien à voir avec les timides avancées de Planck et d'Einstein...