La Bnbox !

Créateur de sourires...

Mon compte

S'inscrire

Recherche

Vous êtes ici : Accueil » Cahier de l'élève » Physique-Chimie » Ouverture au monde quantique

Cahier de l'élève



« Article précédent - Sommaire - Article suivant »

Physique-Chimie : Ouverture au monde quantique

I] Avant-propos et rappels


- Le mot quantique se lit couantique.
- Le symbôle X_a^Z est la représentation d'un noyau d'un atome.
X est l'élement
Z le nombre de proton
A le nombre de nucléon (dont Z proton et (A-Z) neutron)
Par conséquent il y a aussi Z éléctrons.

II] Mécanique de Newton

1)Les forces newtoniennes (force proportionnelle à 1/d2)

     a. Force d'attraction gravitationnelle (loi de Newton)
F = G \times \frac{m\times m'}{d^2}
Avec G = 6.67*10^{-11} \, SI
Exemple : Force gravitationnelle entre un proton et un éléctron, Fg = 4.1 \times 10{-47} \, N

     b. Force éléctrostatique (loi de Coulon)
b]F = k*(|q*q'|/d2)[/b]
Avec k = 9*1019 SI
Exemple : Force éléctrostatique entre un proton et un éléctron, Fe = 9.2*10-8 N

     c. Conclusion
Calculons le rapport des 2 exemples.
Fe/Fg = 2*1039 or en physique on néglige à partir de 100.
Donc seul la foce éléctrostatique est efficace au niveau de l'éléctron. On émet donc l'hypothèse que l'atome suit un modèle planétaire.
2) Modèle planétaire de l'atome

Dans la logique Newtonienne , comme les planètes tournent autour du soleil (à cause de la force gravitationnelle et de sa vitesse) les éléctrons tournent autour du noyau sous l'influence des seules forces éléctrostatiques.
3) Limites de la mécanique Newtonienne

- Toutes les planètes du système solaire sont variés : tous les rayons orbitaux sont possible.
- Par contre tous les atomes d'un même élement on 1 rayon du même ordre de grandeur. Et même plus, tous les atomes ont un rayon du même ordre de grandeur : 100pm (soit pour rappel 100*10-6 m)

Par conséquent la mécanique de newton ne permet pas de rendre compte de la structure atomique. Il y a donc eut création d'une nouvelle théorie : la mécanique quantique.

III] Quantificateur des échanges d'énergie


Lors de la colision d'une particule (par exemple un éléctron) avec un atome (ou lors de l'intéraction d'un faisseau lumineux avec l'atome) il peut y avoir un échange d'énergie entre la particule et l'atome. Mais cette énergie échangée ne peut prendre que des valeurs bien précises qui sont des valeurs discètes : on dit que l'énergie échangée est quantifiée.

IV] Quantification de l'énergie d'un atome

1) Notion

Puisqu'un atome échange un quanta d'énergie c'est donc que son énergie est quantifié. Il ne peut donc prendre que certaine valeur d'énergie appelé : Niveau d'énergie.
A chaque type d'atome correspond un ensemble unique de niveaux d'énergie.
2) Etat fondamentale et états excités

- Lorsque qu'un atome est dans son état fondamental (c'est à dire « normal » ou stable) ses électrons sont situés dans les couches les plus proches du noyau. Le niveau d'énergie associé est le plus faible.
- S'il y a des perturbations, par exemple par l'interaction entre l'atome et une particule, l'atome échange de l'énergie ce qui se traduit par un changement de couches des électrons. L'atome passe dans un état dit « excité ».
Les niveaux d'énergies plus élevés sont associés aux états excités de l'atome. Ceci est représenté par un diagramme de niveaux d'énergie. (voir ci-dessous)
document/cahier/diagramme_niveau_e.png


3) Transitions atomiques

Lorsque l'atome se désexcite, il y a émission d'un rayonnement : le photon.
Un photon est un corpuscule caractérisé par son énergie, sa masse (qui est nulle) et sa vitesse. (celle de la lumière)

V] Spectre de raies

1) Rappels

A chaque type d'atome correspond un spectre d'émission de raies ou bien un spectre d'absorption de raies. (ces deux spectres étant complémentaire) Ceux-ci constituent la « carte d'identité » de l'atome.
A une raie de lumière donnée correspond une couleur donnée, donc une fréquence donnée, soit une longueur d'onde λ donnée. λ = C.T = C/f (avec C la célérité de la lumière dans le vide, T la période de l'onde et f la fréquence. Sachant que f ne se note pas ainsi pour la lumière.)
2) Relation énergie et lumière

Comme seul certaines longueurs d'ondes sont émises, alors l'atome a une énergie quantifié.
Einstein a émis l'hypothèse en 1905 qu'à une radiation lumineuse monochromatique λ = C/f est associé un photo d'énergie E = h.f (où h = 6.62*10-34 J.s : constante de Planck)
Soit la formule suivante :

ΔE = |Ef - Ei| = h.ffi = h.C/ λfi  (où f veut dire final et i initial)

VI] Généralités


La quantification n'est pas réservé à l'atome, mais elle se manifeste pour tout système lié au niveau microscopique.
Par exemple :
- Pour les noyaux : émissions gamma γ (fréquence faible et énergie de l'ordre du MeV, longueur d'onde petite.)
- Pour les molécules : les raies sont très serré formant des bandes.
document/cahier/spectre_lumiere_energie.png




         
                           

Commentaires

Il n'y a aucun commentaire à l'heure actuelle.

Ajouter un commentaire



3+4 = ?


  BNcode  |   Module de Math

Ailleurs sur la Bnbox

Ailleurs sur la Toile

Mini-tchat

?

opopopopopop murmure : Hello Le 10 novembre, 19h49 via Utiliser des liens chronolo...

658392 déclare : =7 Le 07 novembre, 17h23 via Résumé scène par scène - Le...

Pseudo gribouille : :-) Le 30 octobre, 18h18 via Comment fonctionne le mini-...

Pseudo griffonne : 1+1=11 Le 30 octobre, 18h18 via Comment fonctionne le mini-...

Pseudo déclame : 3+4=7 Le 30 octobre, 18h16 via Comment fonctionne le mini-...

sundergirl tergiverse : Les résumés sont un peut cours a m ont avis ! Le 25 octobre, 14h38 via Résumé : L'Avare

bonjour s'exclame : Je bafouille 3+4=7 Le 19 octobre, 18h56 via Résumé scène par scène - Le...

bonjour murmure : Peuple je sus en Stream a partir de 18 heures fortnite epicgames !!!!!! Le 19 octobre, 18h53 via Résumé scène par scène - Le...

omg bafouille : L or Le 19 octobre, 15h58 via Accueil

omg tergiverse : L or Le 19 octobre, 15h58 via Accueil

omg déclare : Omg Le 19 octobre, 15h58 via Accueil

cc s'exclame : Cc Le 16 octobre, 21h31 via Mais qu'est ce qu'un ROC en...

7 murmure : Code noir nul c nul Le 15 octobre, 12h28 via Le Code Noir

lol déclare : Nul Le 15 octobre, 12h26 via Le Code Noir

bg18 tergiverse : Jtm Le 15 octobre, 12h16 via Le Code Noir

bg18 dit : Jtm Le 15 octobre, 12h16 via Le Code Noir

lol dit : Non en fait Le 15 octobre, 12h16 via Le Code Noir

lol scribouille : Lol Le 15 octobre, 12h16 via Le Code Noir

isy déclame : Dom Juan Le 11 octobre, 15h09 via Résumé scène par scène - Le...

badr murmure : Il y a pas les chapitres 20, 21... Le 03 octobre, 21h01 via Résumé : La Promesse de l'a...

badr scribouille : Sa fait sept Le 03 octobre, 20h59 via Résumé : La Promesse de l'a...

biloutedu14 tergiverse : Trois + quatre égale sept Le 02 octobre, 14h21 via Unités SI, conversion des m...

G gribouille : Facile Le 27 septembre, 22h28 via Recherche

def chuchote : Fr Le 21 septembre, 19h00 via Résumé scène par scène - Le...

Triss déclame : Blip bloup Le 21 septembre, 18h50 via Sans-jambe repose

ManouDu95 proclame : WSH LES GENS,PERSO CTTE HISTOIRE C DLA MERDE SUIS EN 5ÈME ET J'ETUDIE SA VS ETES SEH LA Le 20 septembre, 19h09 via Résumé - Les Fourberies De ...

hylona bafouille : Ki a lu tartuffe Le 15 septembre, 12h15 via Résumé : Le Tartuffe de Mol...

hylona chuchote : 3+4=7 Le 15 septembre, 12h14 via Résumé : Le Tartuffe de Mol...

Bnmaster proclame : @Etudiant Merci ! Le 06 septembre, 8h48 via Résumé du livre : Le Cid de...

Etudiant murmure : Salut, je voulais vous remercier pour vos magnifiques cours, je suis en prépa MPSI et ça m'est d'une aide tellement précieuse!!! 1000 mercis !!! Le 05 septembre, 19h08 via Le raisonnement par analyse...

478 s'exclame : Glo
ver vfrehy bg
Le 02 septembre, 16h35 via Ah les p'tits potes

petitchat gribouille : Facile Le 20 juin, 13h06 via Unités SI, conversion des m...

College Charles Péguy dit : J'etudie cette piece de théatre avec mess 6eme de beauvoir Le 11 juin, 21h45 via Résumé - Les Fourberies De ...

cc déclare : Cc Le 04 juin, 17h59 via Résumé scène par scène - Le...

Marius Okoko déclame : J'aime L'histoire. Le 31 mai, 16h23 via Utiliser le module Math de ...

kk écrit : 0. Le 30 mai, 16h15 via Résumé du livre : Le Cid de...

JUIELJD E griffonne : KDOEKNCZF£2 Le 30 mai, 14h56 via Résumé scène par scène - Le...

Tamagochi chuchote : -.../---/-./.---/---/..-/.-. Le 29 mai, 14h45 via Apprendre le Morse

lea83 écrit : Jihohio bafouille t'as deux ans d'age mentale ou quoi mdrr Le 27 mai, 15h36 via Résumé du livre : Le Cid de...

lea83 déclame : Cc Le 27 mai, 15h35 via Résumé du livre : Le Cid de...

Jacky chuchote : WSH SAHRTEK LES BABEKS Le 25 mai, 10h16 via Résumé scène par scène - Le...

Jacky gribouille : Ongles, manucure Le 25 mai, 10h16 via Résumé scène par scène - Le...

mimilechat dit : 4+3=7 Le 23 mai, 13h01 via Résumé - Les Fourberies De ...

céline murmure : 3+4=7 Le 20 mai, 15h08 via Résumé - Les Fourberies De ...

expert des bouquins murmure : Jene Le 17 mai, 11h34 via Résumé scène par scène - Le...

le Mathématicien de l'extreme déclare : A Le 17 mai, 11h33 via Résumé scène par scène - Le...

le Mathématicien de l'extreme bafouille : A Le 17 mai, 11h33 via Résumé scène par scène - Le...

le Mathématicien de l'extreme déclame : A Le 17 mai, 11h33 via Résumé scène par scène - Le...

le Mathématicien de l'extreme chuchote : A
a
a
a
a
a
Le 17 mai, 11h33 via Résumé scène par scène - Le...

le Mathématicien de l'extreme scribouille : Je pense que la question etait d'une facilité extreme Le 17 mai, 11h32 via Résumé scène par scène - Le...

Publicité



©Bnbox (Infos) - Cahier de l'élèves - Atelier webmaster - Boîte à Nuts - Bar à Nougat - Plus ou moins valide XHTML 1.0, CSS 2, RSS 2.0
Flux RSS