PAULI WOLFGANG (1900-1958)
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- Écrit par Charles P. ENZ
Le principe d'exclusion
Ses recherches dans le domaine de la théorie atomique, commencées avec sa thèse de doctorat, conduisirent Pauli aux centres les plus actifs d'Europe dans son domaine : pendant l'hiver 1921-1922, il fut l'assistant de Max Born à Göttingen et, après un été à Hambourg, il passa une année à Copenhague sur l'invitation de Niels Bohr. Cette année fut le début d'une profonde amitié avec Bohr. Mais elle marqua aussi le début de son étude de « l'effet Zeeman anomal » qui le conduisit, en janvier 1925, à la formulation du principe d'exclusion qui porte son nom, en réalisant que l'énergie et le moment cinétique orbital ne suffisent pas pour caractériser l'état d'un électron dans l'atome mais que l'électron manifeste « une bivalence non explicable classiquement ».
Cette expression circonspecte n'exprime rien d'autre que l'orientation du spin de l'électron, idée que Pauli n'admit que tardivement, à cause de son contenu non quantique, mais alors tout en ajoutant sa propre marque : d'une part il introduisit en 1927 les « matrices de Pauli » décrivant le spin de l'électron ; d'autre part il dériva, la même année, le « paramagnétisme de Pauli », conséquence conjointe du principe d'exclusion et du spin, appliquée aux électrons d'un conducteur et exprimée par une susceptibilité constante à basse température.
Le rôle que Pauli joua dans l'élaboration de la nouvelle théorie quantique, dont W. Heisenberg avait jeté les bases en 1925, fut en premier lieu celui d'un arbitre clairvoyant et d'un critique impitoyable, ce qui lui valut l'attribut « fouet de Dieu » de la part de son collègue et ami Paul Ehrenfest. Ce rôle est admirablement mis en évidence par la correspondance abondante que Pauli entretint avec ses collègues et surtout avec N. Bohr et W. Heisenberg. Mais Pauli apporta aussi ses propres contributions, dont la plus importante fut sa brillante solution matricielle du problème de l'atome d'hydrogène. En 1933, il résuma l'état de la nouvelle théorie quantique dans un article de revue « Les Principes généraux de la mécanique ondulatoire » qui, en ce qui concerne sa célébrité et sa durabilité, n'est pas moindre que l'article sur la théorie de relativité de 1921.
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Écrit par
- Charles P. ENZ : professeur émérite de physique théorique à l'École de physique de Genève
Classification
Pour citer cet article
Charles P. ENZ. PAULI WOLFGANG (1900-1958) [en ligne]. In Encyclopædia Universalis. Disponible sur : (consulté le )
Article mis en ligne le et modifié le 14/03/2009
Média
Wolfgang Pauli
The Nobel Foundation
Autres références
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EXISTENCE DU NEUTRINO
- Écrit par Bernard PIRE
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- 1 média
L'existence du neutrino est proposée en 1930 par le physicien suisse d'origine autrichienne Wolfgang Pauli (1900-1958), pour sauvegarder le principe de conservation de l'énergie que les désintégrations radioactives β des noyaux atomiques ne semblaient pas respecter. Cette particule difficilement...
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ATOME
- Écrit par José LEITE LOPES
- 9 140 mots
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C'est pour expliquer tous ces faits que Wolfgang Pauli a formulé en 1925 le principe d'exclusion. Il avait remarqué que l'état fondamental de l'ortho-hélium n'est pas l'état 3S1 correspondant aux valeurs des nombres n1 et n2 des deux électrons égales à 1. L'analyse spectrale... -
ATOMIQUE PHYSIQUE
- Écrit par Philippe BOUYER et Georges LÉVI
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...L'énergie totale de l'atome s'exprime alors comme la somme des énergies de chacun des électrons. Cependant, dans ce calcul, il faut faire intervenir le principe de Pauli, qui impose que deux électrons ne peuvent pas avoir l'ensemble de leurs nombres quantiques égaux. Chacun des électrons d'un atome est... -
CHAMPS THÉORIE DES
- Écrit par Bernard PIRE
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- 1 média
...particules ; une conséquence capitale en est que deux fermions identiques ne peuvent coexister en un même état ; c'est ce « principe d'exclusion » énoncé par le physicien Wolfgang Pauli (1900-1958) qui explique la structure en couche des électrons atomiques et la classification périodique des éléments. -
ÉLECTRONS
- Écrit par Jean-Eudes AUGUSTIN et Bernard PIRE
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En février 1925, Wolfgang Pauli (1900-1958) publie que l'idée de Landé conduit à attribuer à l'électron un nombre quantique supplémentaire, noté m pour « magnétique », qui ne peut prendre que deux valeurs. Cela permet d'expliquer les nombres d'électrons observés dans chaque couche atomique,... - Afficher les 9 références
