Image : Ordres de grandeurs atomiques.
Dans le monde de l'infiniment petit, les orbitales de l'électron peuvent prendre différentes formes caractéristiques en fonction de la nature de l'atome. Par exemple les orbitales de l'hydrogène ont une forme sphérique, les orbitales de l'oxygène ont la forme de deux gouttes d'eau, les orbitales de fer ont la forme de quatre gouttes d'eau. Cette forme de l'orbitale atomique définit la taille de l'atome.
Les tailles caractéristiques des atomes ou les distances entre noyaux dans les molécules sont de l'ordre de l’angström (un dixmillionième de millimètre) en accord avec l'expérience. On peut dire que les atomes sont séparés les uns des autres de quelques angströms.
Notre univers est rempli de particules très petites appelées atomes. Ces atomes sont les blocs de construction de tout ce que nous voyons autour de nous, comme les arbres, les animaux, les bâtiments et même nous-mêmes !
À une échelle aussi petite, les lois de la physique qui les régissent sont différentes de celles que nous voyons à notre échelle, appelée échelle macroscopique. À l'échelle des atomes, la physique est gouvernée par les règles de la mécanique quantique, qui sont très différentes des règles de la physique classique que nous utilisons pour décrire le monde à notre échelle.
Par exemple, à l'échelle quantique, les particules peuvent se comporter comme des ondes et des particules en même temps, ce qui peut sembler très étrange pour nous ! De plus, à l'échelle quantique, les particules peuvent être dans plusieurs états différents en même temps, ce qui est appelé "superposition".
Mais alors, pourquoi ne voyons-nous pas ces phénomènes à notre échelle ? C'est parce que ces effets quantiques sont très faibles et ont tendance à s'annuler lorsque nous regardons des objets plus grands. À notre échelle, les atomes sont si nombreux et si étroitement liés que les effets quantiques sont négligeables. Cela signifie que la physique classique, que nous utilisons pour décrire le monde à notre échelle, est suffisante pour expliquer ce qui se passe autour de nous.
Cependant, il y a des scientifiques qui étudient les effets quantiques à notre échelle. Ils ont créé des expériences pour observer les effets quantiques sur des objets plus grands, tels que des molécules ou des cristaux. Ces expériences ont montré que les effets quantiques peuvent avoir des conséquences importantes, même à notre échelle.
En fin de compte, notre matière n'est pas quantique à l'échelle macroscopique parce que les effets quantiques sont très faibles et ont tendance à s'annuler à cette échelle. Cependant, la physique quantique est toujours importante pour comprendre l'univers, car elle régit le comportement des particules à une échelle plus petite et peut même avoir des conséquences sur notre monde à notre échelle.
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