Ici

Chapitre P10 : Quantification de l’énergie d’un atome
I]
Par analogie entre l’interaction gravitationnelle et l’interaction électrostatique, on décrivait au
début du XXème siècle le mouvement des électrons autour du noyau à l’image du mouvement
des planètes autour du soleil.
FS / T  G
MSM T
FN / e  k
r2
q n q e
r2
qn  Z e
q e  e
II] Notion de photon :
Dans le cas de la mécanique quantique on peut décrire la lumière soit comme une onde soit
comme un photon (corpuscule). A une onde électromagnétique monochromatique de
fréquence  correspond à un photon de masse nul, de charge électrique nul et d’énergie
hC
E  h 
où h est appelé constante de Planck, h  6,62.10 3 J.s .

Exercice :
On considère un photon d’énergie 4eV, calculer la longueur d’onde de l’onde
électromagnétique associée.
E  4eV  6,41.10 19 J
C
On sait que E  h .

hC 6,62.10 3  3,0.108
Donc  

 310nm
E
6,41.10 19
III] Diagramme des niveaux d’énergie d’un atome :
Niveau d’énergie de l’atome
E2
E 2  E 0  h
Premier état exité
E1
E1  E 0  h
E0
Etat Fondamental
Emission d’un photon
Lorsqu’un atome passe d’un état excité d’énergie E1 vers un état de plus basse énergie E 0 , il
hC
émet un photon d’énergie E1  E 0  h 
.

Lorsqu’on excite une population d’atome, les atomes passent de l’état fondamental E 0 à des
états d’énergies bien définies (quantifiés) E1 , E 2 , E 3 .
L’état de plus grande énergie est obtenue lorsque l’atome est ionisé, l’appelle état ionisé.
Niveau d’énergie de l’atome
E2
E 2  E 0  h
Premier état exité
E1
E1  E 0  h
E0
Etat Fondamental
Absorption d’un photon
Lorsqu’un atome passe de l’état fondamental d’énergie E 0 à l’état d’énergie E1 , en
absorbant un photon d’énergie E1  E 0  h on parle d’absorption d’un photon.