Comment est produite la lumire - PowerPoint PPT Presentation

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Comment est produite la lumire

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On va tudier 2 sources de lumi re : les corps chauds et les tubes d charge. ... On arrivera la conclusion que la lumi re est mise par des atomes lorsque ils ... – PowerPoint PPT presentation

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Title: Comment est produite la lumire


1
Comment est produite la lumière?
  • On a vu que une onde électromagnétique (e.m.) est
    produite par une antenne dipolaire électrique
    oscillante une charge accélérée.
  • La lumière étant une onde e. m., quelle est la
    charge oscillante responsable de son émission?
  • On va étudier 2 sources de lumière les corps
    chauds et les tubes à décharge.
  • Cet étude va nous faire rentrer dans la physique
    moderne la mécanique quantique. On arrivera à
    la conclusion que la lumière est émise par des
    atomes lorsque ils passent dun état excité à
    leur état fondamental.

2
Température
  • La température est une quantité fondamentale
    comme la masse et le temps
  • Unité de mesure degrés centigrade oC
  • Léchelle centigrade est divisée en 100 parties
    égales entre le point
  • de congélation de leau (0 oC) et son point
    débullition (100 oC)
  • Pour un gaz courant, à volume constant, la
    pression varie linéairement
  • avec la température P ? T
  • À pression constante le volume varie
    linéairement avec la température V ? T
  • Échelle absolue de température unité le kelvin
    T(oK) T(oC) 273.15

V const
P const
3
Energie thermique température et chaleur
  • La température dun gaz parfait (les molécules du
    gaz sont libres, il ny a pas dinteraction entre
    elles) est proportionnelle à la moyenne de
    lénergie cinétique de translation de ses
    molécules ½ mv2 3/2 kB T
  • kB 1,3806 1023 J/K constante de Boltzmann
  • La quantité de chaleur, Q, est lénergie
    thermique transférée dune région de haute
    température à une région de basse température.
  • La chaleur peut être transmise par conduction,
    convection ou par rayonnement.
  • Tous les corps émettent de lénergie e.m.
  • à cause de loscillation continue et désordonnée
  • des atomes qui les constituent. Ce rayonnement
  • thermique est constitué par une gamme de
  • fréquences continue et large.
  • Un bon émetteur de rayonnement est aussi un
  • bon absorbeur un bon matériau noir et rugueux
  • rayonne beaucoup plus que un métal.

4
Radiation du corps noir
  • Soit une cavité (un four) dont les parois sont à
    une certaine température. Les atomes qui
    composent les parois émettent une radiation e.m.
    et en même temps absorbent celle émise par les
    autres atomes. Quand la radiation renfermée dans
    la cavité rejoint léquilibre, la densité
    dénergie e.m. est constante, elle ne dépend pas
    de la nature des parois, mais seulement de la
    température.
  • Si un petit trou est ouvert dans une parois une
    partie de la radiation sort et peut être analysée
    sans déranger léquilibre thermique. Le trou
    apparaît très brillant si le corps est à très
    hautes températures et lintensité de la
    radiation déquilibre est grande, mais apparaît
    complètement noir à basses températures, quand
    lintensité de la radiation est négligeable dans
    la région du spectre visible ? radiation du corps
    noir.
  • Le rayonnement émis est toujours constitué dun
    ensemble continu de fréquences et la quantité
    dénergie présente pour chaque longueur donde
    dépend seulement de la température.
  • En 1860 Kirchhoff soumet à ses collègues le défis
    dinterpréter ce spectre.

5
Rayonnement du corps noir (1)
  • Un corps chauffé émet un rayonnement.
  • Definition de corps noir il absorbe toute la
    radiation qui le frappe (exemple four chauffé à
    une temperature T).
  • Lintensité de la radiation émise est
    independente de la nature des parois I I(?,
    T)
  • Loi de Stefan-Boltzman pour la puissance totale,
    P, émise par une surface S
  • P sST4 s 5,6703?10-8 W m-2 K-4
  • s constante universelle
  • Loi de déplacement de Wien
  • ?max T const 0,002898 m K
  • Si un corps devient plus chaud son
    rayonnement se déplace de linfrarouge, au rouge
    et au bleu

6
Exemple 30.2 pg 1121
  • En moyenne, la température de votre peau est
    denviron 33o C. En supposant que vous rayonnez
    comme un corps noir à cette température, à quelle
    longueur donde émettez-vous le plus dénergie?

7
360) Corps noirs
  • Boite noire avec mélange eau glace (0oC)
  • Boite noire avec eau bouillante (100oC)

résistance chauffante
Thermopile détecteur de rayonnements
V
  • a) Température ambiante 20oC ? T0 (273
    20)oK
  • puissance détectée P0 s T04
  • b) Détecteur en ? T1 273 oK ? P1 s
    T14
  • déviation du voltmètre quand le détecteur passe
    de ?à? (T14-T04)
  • c) Détecteur en ? T2 (273100) oK ? P2
    s T24
  • déviation du voltmètre quand le détecteur passe
    de ?à ? (T24-T04)
  • déviation 2/déviation 1 (T24-T04) / (T14-T04)
    ? -6
  • ce qui correspond à la mesure

8
Rayonnement du corps noir (2)
  • Plusieurs tentatives sapprochent à la forme
    mesurée expérimentalement, jusquà la formule de
    Planck (1900)
  • k
    constante de Boltzmann
  • c
    vitesse de la lumière
  • h (6,6260755? 0,0000040)?10-34 J s
  • Planck ne réalise pas le vrai fondement de sa
    formule. Il dit cest comme si il y avait dans
    le corps noir des oscillateurs moléculaires qui
    absorbent ou émettent de lénergie dune façon
    quantifiée ?E n h f n 1, 2..

9
Le rayonnement du corps noir et le Big-Bang
  • En 1961 Arno Penzias et Robert Wilson étaient en
    train de tester un détecteur micro-ondes pour la
    compagnie de téléphone Bell. Ils mesurent un
    bruit de fond, uniforme dans toutes les
    directions et indépendant du temps.
  • La distribution spectrale correspond à celle dun
    corps noir de température 2,7 K . Elle a été
    mesurée très précisément par le satellite COBE
    (COsmic Background Explorer).
  • Cette radiation provient de la radiation
    électromagnétique émise lorsque lunivers était
    très chaud, après le Big Bang. À cause de
    lexpansion de lunivers, la longueur donde de
    la radiation originale á déviée vers le rouge et
    elle sest refroidie jusquà 2,7 K .

10
Le Big-Bang
11
Preuves que lUnivers est en expansion.
  • En 1915, lorsque Einstein publie la théorie de la
    relativité générale, tout le monde croyait que
    lUnivers est stationnaire. Mais la solution
    générale des équations de Einstein demande un
    Univers dont la taille change dans le temps.
  • En 1929 Edwin P. Hubble observe que la lumière
    qui provient des galaxies les plus lointaine est
    déviée vers le rouge les galaxies seloignent
    (effet Doppler).
  • En consequence il doit y avoir un temps initial à
    partir duquel lUnivers est en expansion le
    Big-Bang
  • LUnivers aujourdhui est formé par 70-80
    dhydrogène et 20-30 de hélium. Cette abondance
    dhelium, constante dans toutes les galaxies, est
    facilement expliqué par la théorie du Big-Bang
    (temps de la nucléosynthèse).
  • En 1963 la troisième preuve est apportée par le
    bruit de fond de micro-ondes il correspond au
    temps quand lénergie du rayonnement e.m. nest
    plus suffisante à interagir avec les atomes qui
    se sont formés (ère du rayonnement)

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Effet photoélectrique (1)
  • Leffet photoélectrique est léjection
    délectrons de la surface de divers métaux
    exposée à une énergie de rayonnement (rayons X,
    ultraviolets ou lumière visible).
  • Pour une théorie ondulatoire classique plus la
    lumière est intense, plus grandes sont les
    amplitudes de E et B en chaque point du front
    donde. Ces champs exercent des forces sur les e-
    dans le métal et peuvent en arracher quelques-uns
    de sa surface. Ces photoélectrons constituent un
    courant qui sera proportionnel à lintensité
    lumineuse incidente.

13
Effet photoélectrique (2)
  • Ce qui est étonnant cest que ce phénomène
    présent un effet de seuil même avec une très
    grande intensité, si la fréquence de la lumière
    est au dessous dune certaine valeur, les e- ne
    sont pas arrachés.
  • Une fois dépassé le seuil, le phénomène sétablit
    immédiatement, même à basse intensité. Il ny a
    pas un délai dans le temps, tel qui serait
    nécessaire à une cumulative dénergie.
  • Interpretation de Einstein toute onde e.m. de
    fréquence f est un flux de
  • quanta dénergie (le photon) chacun ayant une
    énergie E hf hc /?
  • Un photon entre un collision avec un e- du métal
    et disparaît cédant toute son
  • énergie à le-. Celui-ci nest pas libre, une
    certaine énergie, F, est nécessaire pour
    lextraire du métal, son énergie cinétique est
    alors Ec hf - F

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Exemples
  • Demontrez que les unités de la constante de
    Planck sont celles du moment cinétique
  • Déterminez lénergie cinétique maximale et la
    vitesse dun électron extrait dune surface de
    sodium pour lequel le travail dextraction est ?
    2,28 eV quand la surface est éclairée par de la
    lumière dune longueur donde de
  • a) 410 nm et b) 550 nm.

15
Spectre demission et d absorption
  • Tube à décharge haute tension et gas à basse
    pression.
  • Le gaz excité émet des raies spectrales de
    longueur donde bien précise
  • Inversement, quand la lumière blanche passe à
    travers le gaz, les atomes absorbent
  • ces même longueurs donde spectre dabsorption

Anode

-
- Cathode
  • Emission dun spectre discret
  • caractéristique du gaz

16
Spectres atomiques
  • En 1885 Balmer publie une formule très simple qui
    rends compte des longueurs donde observées dans
    lhydrogène
  • 1/? R (1/22 1/n2) n 3, 4,.
    série de Balmer
  • R 1.09737315 107 m-1 constante de Rydberg
  • Les longueurs donde deviennent de plus en plus
    courtes, jusquà la limite pour n ??
  • Plus tard on observe la série de Lyman dans
    lultraviolet 1/? R (1/12 1/n2) n
    2, 3, 4,.
  • et la série de Pashen
  • 1/? R (1/32 1/n2) n 4, 5, 6.
  • Comment donc est constitué latome ?
  • série des raies
  • de Balmer pour lH

17
Exemple 29.3 pg 1104
  • Utiliser la formule de Balmer pour calculer
    la longueur donde de la raie rouge du spectre
    dhydrogène

18
Modèles de latome
  • Depuis la découverte de le- par Thomson (1890)
    on sait que latome, en étant
  • neutre, est composé par des charges positives et
    des charges négatives, les e-.
  • Mais comment sont distribuées les charges
    positives?
  • Modèle de Thomson (1897) la charge positive a
    une distribution uniforme
  • dans une sphère de rayon r 10-10 m (
    dimensions de latome) et les e- à
  • lintérieur se comportent comme des oscillateurs.
  • Modèle planétaire la charge positive est
    concentrée au centre, dans le noyau
  • r 10-15 m et les e- tournent autours

19
Experience de Rutherford (1911)
  • Des particules a (He) sont envoyées sur une
    feuille dor et on mesure limpact des particules
    qui traversent la feuille sur un écran
    scintillant.
  • Intensité de la source a 4?1010/s (1 gr
    Radium)
  • Si le modèle de Thomson était correct on ne
    devrait pas observer des particules à grand
    angles.
  • Lexpérience montre que
  • très peu de particules a sont déviées du faisceau
    original
  • 1-2 10-4 particules ont une déviation vers
    larrière
  • Taille du noyau comme pour une comète, au point
    le plus proche de la particule
  • a au noyau, on a Ec Ep.
  • Ec ½ mv2 v 1,5 ? 107 m/s m 6,6
    ? 10-27 kg
  • Lénergie potentielle électrique est Ep k
    (Ze)(2e) / r Z 79
  • r 4,9 ? 10-14 m

20
Modèle de Bohr
  • Dans le modèle planétaire on a des e- qui
    tournent autour du noyau positif.
  • Des e- en orbite sont accélérés donc émettent une
    onde e.m. (la lumière). Mais
  • on devrait observer un spectre continu
  • les e- , en émettant la lumière, perdent de
    lénergie et tombent en spirale sur le noyau un
    tel atome nest pas stable.
  • Modèle de Bohr les e- existent seulement sur
    certaines orbites stables.
  • Sur une orbite, état stationnaire, les e-
    némettent pas de rayonnement.
  • Lémission dun quantum de lumière advient
    lorsque un atome excité passe
  • dun niveau initial (Ei) à un niveau final (Ef)
    hf Ei Ef
  • Le moment cinétique (ou moment angulaire) de
    le-, L mvr , est quantifié
  • L mv rn n h/2p n 1, 2, 3
    condition quantique
  • h/2p ? 1,054?10-34 J s

21
Illustration du modèle de Bohr
Un atome dans le premier état excité retourne à
létat fondamental en émettant un photon de
basse énergie DEEf-Eihf donc avec ?c/f
élevée. On obtient une raie spectrale de basse
fréquence.
Un atome dans le second état excité retourne à
létat fondamental en émettant un photon hf
DE de haute énergie, cest à dire de petite
longueur donde ?.
22
Exemple 30.6 pg 1134
  • Quelle est lénergie que doit recevoir
    latome dhydrogène pour lamener de son état
    fondamental au premier état excité? Si cette
    énergie vient dun photon, quelle est la
    fréquence du photon?

23
Modèle de Bohr les rayons des orbites
  • La force centripète qui tient un e- sur lorbite
    n est la force de Coulomb
  • F k (Ze) e / rn2 mea mev2 /rn
  • v L /me rn n ? /me rn
  • condition quantique
  • rn n2 ?2 / (mek Ze2) n2 r1
  • r1 0,0529177 nm
  • rayon de létat fondamental de latome
    dhydrogène rayon de Bohr
  • Pour des atomes plus lourds que lhydrogène, la
    plus grande charge des noyaux attire plus
    fortement les e- qui lentourent et cela réduit
    leurs orbites. Ainsi les atomes ont presque tous
    le même diamètre. Luranium (Z 92) a un rayon
    seulement 3 fois plus grand que lhydrogène.

24
Modèle de Bohr les niveau dénergie
  • Lénergie totale dun e- sur une orbite est
  • En Ec Ep
  • En ½ me vn2 - k Ze2 /rn
  • En k Ze2 /2rn - k Ze2 /rn
  • En - (k2 e4 me / 2?2)(Z2 /n2)
  • énergie négative ?énergie de liaison
  • En - 13,6 /n2 eV pour lH
  • E1 - 13,6 eV - 2,17 10-18 J
  • Lentier n qui définit lorbite et lénergie est
    appelé nombre quantique principal
  • Si n augmente les orbites deviennent de plus en
    plus éloignées et les niveaux dénergie
    deviennent de moins en moins négatifs. Ils
    sapprochent de zero pour
  • n ?? et quand lénergie est positive le-
    est libre (latome est ionisé).

On retrouve les series experimentales avec DE
En-Eihfhc/l (i 1,2,3) et donc
25
Énergie gravitationnelle leçon du 30 Novembre
2005
Atome
Ec
Libre
EP
EP
EP
Ec
0
Énergie de liaison
En

Ec
EP
Etat lié En orbite mv2/r G mMT/r2 ? E ½
m v2 - G mM /r - G mM /2r lt0
26
Dualité onde-particule
  • Le photon est une particule avec masse nulle de
    vitesse c. En cinématique relativiste on a alors
    E pc.
  • La quantité de mouvement du photon est ainsi p
    E/c hf /c h /? . Dun côté on a les
    quantités qui caractérisent le mouvement dune
    particule (E, p) de lautre celles
    caractéristiques dune onde (f 1/T, ? ).
  • De Broglie (1923) applique cette relation aussi à
    des particules ayant une masse
  • ? h /p h /mv longueur donde dune
    particule
  • Exemple 1 Une balle de 0,20 kg avec vitesse v
    15 m/s ? ? 2,2?10-34 m
  • Exemple 2 Un e- accéléré dans une différence de
    potentiel de 100 V
  • ½ mv2 e V ? v ?2 (1,6?10-19 C) (100 V)
    /(9,1? 10-31 kg) 5,9 ? 106 m/s
  • ? (6,6 ? 10-34 J s) /(9,1? 10-31 kg) (5,9 ? 106
    m/s) 1,2?10-10 m
  • Une telle longueur donde peut être détectée
    lespacement des atomes dans un cristal est de
    lordre de 10-10 m et leur disposition ordonnée
    peut servir de réseau de diffraction
  • Diffraction des e- sur la surface du Nickel
    Davisson et Germer (1927)
  • Principe de complémentarité de Bohr (E,p) sont
    les complémentaires de (T, ? )
  • ET p ? h

27
Problèmes
  • 1) Une balançoire pour enfant a une fréquence de
    0,4 Hz
  • Quelle est la séparation entre 2 valeurs
    dénergie possibles (en joules) ( h 6,626?10-34
    Js)
  • Si la balançoire atteint une hauteur de 30 cm
    au-dessus du point le plus bas et quelle a une
    masse de 20 Kg (y compris lenfant), quelle est
    la valeur du nombre quantique n?
  • Quelle est la variation relative de lénergie
    entre les niveau dont les nombres quantiques sont
    respectivement n et n 1 ?
  • 2) Utilisez le modèle de Bohr pour
    déterminer lénergie de liaison de lion He qui
    na quun seul électron. Calculez aussi la
    longueur donde minimale que doit avoir un photon
    pour provoquer une ionisation

28
Latome selon Louis de Broglie
  • Le- étant une onde, son orbite dans latome
    doit être une onde stationnaire circulaire,
    fermée sur elle même. Si une longueur donde
    nest pas fermée sur elle même il se produit une
    interférence destructive et londe disparaît
    rapidement.
  • Les seules ondes qui persistent sont celles pour
    lesquelles la circonférence de lorbite
    circulaire contient un nombre entier de longueurs
    donde 2p rn n ? n 1, 2, 3
  • 2p rn n h / mv ou mv rn n ? ?
    condition quantique de Bohr.
  • Les orbites et les niveaux dénergie de Bohr
    trouvent ainsi une explication dans la nature
    ondulatoire de le- et au fait que seules des
    ondes stationnaires persistent.
  • Interprétation probabiliste londe ne décrit
    pas la trajectoire de le-, mais la probabilité
    de trouver le- à une position x à un temps t ?
    ?(x, t) fonction donde.
  • ?(x, t) est une fonction complexe. La
    probabilité est définie par ? 2 dV , avec
    normalisation ? ? 2 dV 1

29
Principe dincertitude de Heisenberg (1927)
  • On a bien vu que toute mesure suppose une
    certaine incertitude, erreur de mesure
    (statistique et systématique)
  • Selon la mécanique quantique, il existe une
    limite fondamentale due à la dualité
    onde-particule et à linteraction inévitable
    entre le système observé et linstrument
    dobservation.
  • On ne peut pas mesurer simultanément, avec
    précision, la position et la quantité de
    mouvement dune particule ?x ?p ? ½ ?
  • De même lénergie dune particule peut être
    incertaine, ou même ne pas être conservée pendant
    un temps ?t tel que ?E ?t ? ½ ?

30
Les nombres quantiques de latome
  • En mécanique quantique, en étudiant la fonction
    donde de le- dans latome, on découvre
    plusieurs valeurs possibles dénergie, associés à
    des nombres quantiques
  • n nombre quantique radial (ou principal)
    n 1, 2,
  • ? nombre quantique orbital L mv r ? ? (?
    1) ? 0 ? ? ? n-1
  • m? nombre quantique magnétique Lz m? ?
    - ? ? m? ? ?
  • s spin
    s ?
    1/2
  • Principe dexclusion de Pauli deux e- dans un
    atome ne peuvent pas occuper le même état
    quantique.
  • Règle de sélection lémission ou labsorption
    dun photon est une transition entre 2 états qui
    diffèrent dune unité de ? ? ? ?1

31
Schéma de la structure des 10 premiers atomes du
tableau périodique ( Z nombre de-)
  • Les couches n 1, 2, 3, 4, 5 sont désignées
    par les lettres K, L, M, N, O

32
Les nombres quantiques ? et m?
  • Chacune des raies spectrale (En) de lH est en
    effet formée par des raies proches les unes aux
    autres structure fine.
  • À chaque valeur de ? correspond une lettre
  • s p d f g h
  • ? 0 1 2 3 4 5
  • Les différentes énergies dues au nombre
    quantique magnétique sont les mêmes (niveaux
    dégénérés) sauf en présence dun champ magnétique
    (effet Zeeman).

33
Les nombres quantiques possibles pour n 1 et n
2
34
Les couches électroniques de latome
l 1
l 0
35
Transitions permises
  • Le diagramme montre des niveaux dénergie
  • pour lhydrogène avec les transitions
    permises, selon la règle de sélection ? ? ?1
  • Une transition telle que un e- dans un état ? 2
    passe à un état ? 0 sappelle transition
    interdite. En fait une telle transition nest pas
    absolument interdite, mais sa probabilité est
    très faible comparativement aux transitions
    permises.
  • Comme le moment angulaire orbital dun atome
    dhydrogène doit changer dune unité quant
    latome émet un photon, la conservation du moment
    angulaire nous montre que le photon doit apporter
    avec lui une partie du moment angulaire.
    Effectivement les résultat de différentes
    expériences indiquent que le photon possède un
    spin 1.

36
Découverte des rayons X
  • En 1895 Röntgen (1845-1923) découvre que si on
    bombarde une surface de verre ou de métal avec
    des e- accélérés dans un tube à vide on provoque
    la luminescence de minéraux fluorescents ?
    rayons X
  • Ces rayons ne sont pas déviés par des champs E
    ou B ?ils ne sont pas des particules chargées
  • Ondes e. m. de longueur donde (? ?10-2 10 nm)
    beaucoup plus petite que celle de la lumière
  • Diffraction sur un réseau cristallin espacement
    régulier entre les atomes d ? 10-10 m 10-1 nm

Hecht pg 929-1094-1128
37
Diffraction des rayons X (cristallographie)
  • Dans un cristal simple comme le NaCl, les atomes
    sont disposés régulièrement
  • aux sommets de cubes adjacents. Lespacement
    entre le plan datomes étant d.
  • Des rayons (1 et 3) qui tombent sur la surface
    du cristal à un angle ? , réfléchis
  • par deux plans subséquent datomes, interfèrent
    constructivement si la distance
  • supplémentaire parcourue par le rayon 3 par
    rapport au rayon 1 est égale à un
  • nombre intier de longueurs donde. Cette
    distance supplémentaire est de 2d sin ?.
  • m? 2d sin ? m 1, 2 , 3 . équation de
    Bragg
  • Notez que ? nest pas langle avec la normale à
    la surface !!!!
  • Si on connaît ? et la mesure de langle ?
    auquel il y a interférence constructive,
  • on peut obtenir d. Cest la base de la
    cristallographie par rayons X.

38
358) Diffraction de Bragg
  • La loi de Bragg donne 2d sin ? n ?
  • La connaissance de ? (? 0.071 nm) et la
    mesure de ? permet de déterminer d, la distance
    entre plans réticulaires.
  • La valeur de n correspond à un ordre de
    diffraction et se déduit des figures
  • On obtient d ? 0.28 nm

39
Les spectres des rayons X
  • Pour des éléments avec Z élevé, les spectres de
    raies des atomes dans les régions visible,
    ultraviolette et infrarouge sont dus surtout aux
    transitions entre les états des e- extérieurs.
    Ces e- sont protégés contre la plus grande partie
    de la charge du noyau par la charge négative des
    e- intérieurs. Les e- les plus à lintérieur,
    dans la couche n1, voient la charge entière du
    noyau. Comme lénergie dun niveau est
    proportionnelle à Z2, les longueurs donde des
    transitions entre une couche extérieure et une
    intérieure se trouvent dans la région des rayons
    X.

Ka
  • Le spectre des ? émises par un tube à rayons X
    est composé par 2 parties
  • un spectre continu, avec une coupure à une valeur
    ?min qui dépend seulement de la tension dans le
    tube, donc de lénergie cinétique des e-
    (rayonnement de freinage ou bremsstrahlung)
  • une série de pics, à ? fixe, caractéristique des
    matériaux utilisé

Ka transition de la couche n2 à la couche K
(n 1) Kßtransition de la couche n3 à la
couche K
40
Rayonnement de freinage e ?e ?
  • Quand les e- frappent la cible, ils entrent en
    collision avec des atomes du matériau et cèdent
    la plus grande partie de leur énergie sous forme
    de chaleur (99 de sorte que les tubes à rayons
    X doivent être refroidis).
  • Un e- peut aussi être décéléré et émettre une
    radiation e.m. rayonnement de freinage
    (bremsstrahlung)
  • Comme lénergie est conservée , lénergie du
    photon émis est égale à lénergie cinétique
    perdue par le- hf Ec Ec
  • Le spectre continu sexplique par de telles
    collisions dans lesquelles différentes quantités
    dénergie sont perdues par les e-.
  • On observe ?min lorsque le- cède toute son
    énergie (Ec eV) dans une seule collision
  • h f max e V ? ?min hc /eV

cible
e-
e-
41
Exemples
1) Estimez la longueur donde pour une
transition n 2 à n 1 dans le molybdène
(Z
42)
2) Quelle est la plus petite longueur donde
dun photon de rayon X émis dans un tube à rayon
X soumis à 35 kV?
42
Ne pas oublier
  • Une onde electromagnetique de fréquence f et
    longueur donde l a une energie E h f et une
    quantité de mouvement p h /l ? Epc
  • Une particule est une onde avec longueur donde l
    h/p
  • Principe dincertitude de Heisenberg Dx Dp ?
    1/2?
  • Lénergie et le moment cinétique des électrons
    dans un atome sont quantifiés. Un état quantique
    est defini par 4 nombres n, l, ml, s
  • Deux électrons dans un atome ne peuvent pas
    occuper le même état quantique (principe
    dexclusion de Pauli)
  • Leffet photoélectrique présente un seuil les e-
    libérés ont une énergie cinétique Ec h (f
    fseuil)
  • Un quantum de lumière (un photon E h f) est
    émis (ou absorbé) dans la transition dun niveau
    atomique à un autre.
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