Mécanique quantique : Oscillateur harmonique et interactions moléculaires

Cette séance de cours couvre les concepts fondamentaux de l'oscillateur harmonique en mécanique quantique, à partir des principes de la mécanique classique. L'instructeur discute de l'interaction de deux masses, M1 et M2, reliées par un ressort, et comment cela peut représenter deux atomes interagissant par des forces électrostatiques. L'énergie totale du système est analysée, y compris le centre du mouvement de masse et le mouvement relatif. La séance de cours se transforme en mécanique quantique, dérivant le hamiltonien pour l'oscillateur harmonique et résolvant l'équation de Schrdinger indépendante du temps. Les niveaux d'énergie et les fonctions ondulatoires sont explorés, mettant en évidence les différences entre la mécanique quantique et classique. Le concept d’énergie zéro est introduit, soulignant que même au zéro absolu, le système conserve l’énergie. L'instructeur discute également de l'importance de l'oscillateur harmonique dans la compréhension des vibrations moléculaires et des implications pour la liaison chimique. La séance de cours se termine par des applications de ces concepts en spectroscopie et la mesure des propriétés moléculaires par absorption de la lumière.