CHAPITRE 18 : TRANSFERTS QUANTIQUES D`ÉNERGIE ET

CHAPITRE 18 :
TRANSFERTS QUANTIQUES D’´ ENERGIE ET
DUALIT´ E ONDE-CORPUSCULE
Pierre-Andr´e LABOLLE
Lyc´ee International des Pontonniers
Mars 2017
Pierre-Andr´e LABOLLE TS3 - Enseignement sp´ecifique

I. Transferts quantiques d’´energie
1. Rappels de 1reS
•Contrairement `a ce que pr´evoit la m´ecanique de Newton, l’´energie d’un
atome ne varie pas de mani`ere continue.
•L’´energie des atomes est quantifi´ee, c’est-`a-dire qu’elle ne peut prendre
que certaines valeurs bien pr´ecises (on parle de valeurs discr`etes) for-
mant une suite discontinue.
•Le niveau de plus basse ´energie est appel´e ´etat fondamental alors que
le niveau d’´energie le plus ´elev´e (conventionnellement affect´e d’une
´energie nulle) correspond `a l’´etat ionis´e de l’atome.
•Les autres niveaux d’´energie sont appel´es niveaux excit´es.
•Par exemple, l’´energie d’un atome d’hydrog`ene est donn´ee par la rela-
tion : En=−E0
n2o`u E0= 13,6 eV et n∈N∗.
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I. Transferts quantiques d’´energie
1. Rappels de 1reS
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I. Transferts quantiques d’´energie
1. Rappels de 1reS
•La lumi`ere est constitu´ee de photons qui sont des particules de masse
nulle (ou grains de lumi`ere) et qui portent une ´energie E=h·ν=h·c
λ
o`u
h: constante de Planck h= 6,626 ·10−34 J·s
ν: fr´equence de l’onde ´electromagn´etique associ´ee au photon en Hz
c: c´el´erit´e de la lumi`ere dans le vide c= 3,00 ·108m·s−1
λ: longueur d’onde dans le vide de l’onde ´electromagn´etique associ´ee
au photon en m
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I. Transferts quantiques d’´energie
2. Absorption quantique
•Pour se trouver dans un ´etat excit´e d’´energie Em, une particule (atome,
ion ou mol´ecule) dans un ´etat plus stable d’´energie Endoit absorber
une quantit´e d’´energie exactement ´egale `a ∆E=Em−En.
•Une particule plac´ee dans un ´etat d’´energie donn´ee doit absorber une
quantit´e d’´energie sp´ecifique pour passer dans un ´etat excit´e. L’ab-
sorption d’´energie par la mati`ere est quantifi´ee.
•Pour passer dans un ´etat excit´e et ainsi gagner ce quantum d’´energie
plusieurs possibilit´es existent : absorption d’un photon d’´energie ´egale
`a ∆E, collision avec des ´electrons provenant de d´echarges ´electriques
et ayant une ´energie sup´erieur ou ´egale `a ∆E, collision avec d’autres
particules.
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