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

?

Carlouche dit : Penis de grande taille Hier, 13h40 via Fiches sur les personnages ...

test dit : Bonjour Le 22 février, 23h41 via Résumé : L'Avare

test écrit : Test Le 22 février, 23h41 via Résumé : L'Avare

sasa chuchote : A très bien.. #grosvent Le 21 février, 20h11 via Résumé du livre : Le Cid de...

sasa murmure : CC Le 21 février, 20h07 via Résumé du livre : Le Cid de...

tutota écrit : Je veux plus petit que sa ... Le 20 février, 22h54 via Résumé : L'Avare

clem murmure : Cc Le 20 février, 16h10 via Résumé - Les Fourberies De ...

clara s'exclame : Lol Le 19 février, 19h08 via Résumé - Le Médecin Malgrè ...

26 écrit : Trop facile Le 18 février, 13h49 via Accueil

26 bafouille : 7 Le 18 février, 13h48 via Accueil

moi bafouille : Coucou Le 16 février, 17h13 via Résumé scène par scène - Le...

lol lol déclame : Psssssssssssssssssssss Le 16 février, 13h34 via Résumé : Le Mariage de Figa...

dhg654 bafouille : *larmes*
C'est trop romantique pour moi
Le 16 février, 12h41 via Boîte à Nuts

dhg654 proclame : C'est si beau...
Si seulement je pouvais moi aussi dire cela à quelqu'un...
Le 16 février, 12h40 via Boîte à Nuts

Hey scribouille : Oui!
C'est le plus beau jour de ma vie!
Le 16 février, 12h39 via Boîte à Nuts

Un amoureux un peu timide tergiverse : +Hey
Veux tu m'épouser?
Le 16 février, 12h38 via Boîte à Nuts

Hey tergiverse : Oh my god I think I love you!
Je t'aime, Un amoureux un peu timide!
Le 16 février, 12h38 via Boîte à Nuts

Un amoureux un peu timide murmure : I love you !!!! Le 16 février, 12h33

d écrit : D Le 16 février, 12h24 via Résumé scène par scène - Le...

d bafouille : D Le 16 février, 12h24 via Résumé scène par scène - Le...

Fiery Blaze proclame : Ca va les bns Le 16 février, 12h22 via Résumé scène par scène - Le...

Fiery Blaze tergiverse : Je rigole Le 16 février, 12h22 via Résumé scène par scène - Le...

Fiery Blaze griffonne : Nan Le 16 février, 12h22 via Résumé scène par scène - Le...

Fiery Blaze murmure : Ultra super mega hyper tres vraiment trop beaucoup pas bon Le 16 février, 12h22 via Résumé scène par scène - Le...

Fiery Blaze chuchote : Trop pourri Le 16 février, 12h21 via Résumé scène par scène - Le...

Fiery Blaze gribouille : Vraiment degeulasse Le 16 février, 12h21 via Résumé scène par scène - Le...

Fiery Blaze dit : Super mauvais Le 16 février, 12h21 via Résumé scène par scène - Le...

Fiery Blaze proclame : Horrible Le 16 février, 12h21 via Résumé scène par scène - Le...

Fiery Blaze écrit : Beurk pas bon Le 16 février, 12h21 via Résumé scène par scène - Le...

Fiery Blaze dit : En fait je trouve ca degoutant Le 16 février, 12h21 via Résumé scène par scène - Le...

Fiery Blaze griffonne : Totalement hyper super absolument vraiment beaucoup tres ultra mega tellement trop BON!!!!!!!!!!!!!!!!! Le 16 février, 12h20 via Résumé scène par scène - Le...

Fiery Blaze proclame : Trop bon. Le 16 février, 12h18 via Résumé scène par scène - Le...

Fiery Blaze s'exclame : Exquis! Le 16 février, 12h18 via Résumé scène par scène - Le...

Fiery Blaze déclare : C'est un regal Le 16 février, 12h18 via Résumé scène par scène - Le...

Fiery Blaze chuchote : Delicieux Le 16 février, 12h17 via Résumé scène par scène - Le...

Fiery Blaze s'exclame : Miam
;P
Le 16 février, 12h17 via Résumé scène par scène - Le...

Fiery Blaze tergiverse : J'aime les BNs Le 16 février, 12h17 via Résumé scène par scène - Le...

Fiery Blaze bafouille : Hey Le 16 février, 12h15 via Résumé scène par scène - Le...

reztyuio déclame : Bonjour Le 15 février, 11h37 via Résumé : Le Tartuffe de Mol...

said murmure : Mort au vache Le 12 février, 13h05 via Résumé : On ne badine pas a...

said chuchote : Skrt Le 12 février, 13h04 via Résumé : On ne badine pas a...

3+1+1+1+1=7 s'exclame : 1+1+1+1+1+1+1=7 Le 12 février, 12h48 via Résumé - Le Médecin Malgrè ...

77 déclame : 77 Le 12 février, 11h42 via Résumé : L'Avare

soso murmure : Tu fais quoi ? Le 10 février, 10h38 via Résumé : L'Avare

lila déclare : Hello ! sa va ? Le 10 février, 10h37 via Résumé : L'Avare

soso murmure : Hello ! Le 10 février, 10h37 via Résumé : L'Avare

lila gribouille : C hyper pratique Le 10 février, 10h37 via Résumé : L'Avare

sofia ttc déclame : Adore se site je le recommende Le 08 février, 17h22 via Résumé - Le Médecin Malgrè ...

Mohamed rah s'exclame : Shnou ka dirou Le 08 février, 16h41 via Romain Gary : La Promesse d...

Azerty tergiverse : As zeerttyu Le 08 février, 16h39 via Romain Gary : La Promesse d...

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