Le modèle quantique de l`atome L`atome à 1 électron

Le mod`ele quantique de l’atome
L’atome `a 1 ´electron
Architecture de la Mati`ere
Atomistique et Liaisons Chimiques
Licence de Physique Chimie - 1`ere ann´ee

Introduction
Durant le XX`eme si`ecle, la physique, et avec elle tout notre
compr´ehension du monde environnant ont subit de profondes
modifications.
Vers la fin du XIX`eme si`ecle, le syst`eme physique se fondant sur la
m´ecanique de Newton et l’´electrodynamique de Maxwell-Hertz
semblait compl`etement d´efini.
Mais quelques exp´eriences commen¸caient d´ej`a `a mettre en doute
ces certitudes . . .

Rappels sur la lumi`ere
Ondes lumineuses :
âLa lumi`ere est l’ensemble des ondes ´electromagn´etiques
visibles par l’œil humain +on parle “ondes lumineuses”
âElles se propagent `a la vitesse de la lumi`ere c.
âElles sont caract´eris´ees par leur fr´equence ν(en Hz) ou leur
longueur d’onde λ(en m).
ν=c
λ
âLumi`ere visible : de 400 nm `a 700 nm environ.
>700 nm = infrarouge <400 nm = ultraviolet

Quelques faits exp´erimentaux : 1) l’effet photo´electrique
Dispositif exp´erimental
âDans une chambre sous vide, on ´eclaire un plateau m´etallique
âLes ´electrons ´emis (s’ils existent) sont recueillis dans un
collecteur
âOn fait varier l’intensit´e et la fr´equence des ondes lumineuses
R´esultats
âSi ν<ν0, pas d’´emission d’´electron ;
âAu-del`a, nombre de ´electrons proportionnel `a l’intensit´e
lumineuse
âSi νaugmente, l’´energie cin´etique des ´electrons augmente
aussi (lin´eairement)
+Ec=h(ν−ν0)avec hune constante

Quelques faits exp´erimentaux : 1) l’effet photo´electrique
Interprˆetation
âEc= ´energie de la lumi`ere - ´energie pour s’´echapper
âLa lumi`ere a une double nature : ondulatoire (ondes
´electromagn´etiques) et corpusculaire (photon).
âLe photon est une particule sans masse inertielle
E=hνh: constante de Planck =6, 626176.10−34J.s
(Einstein, 1905)
âL’´echange d’´energie entre mati`ere et rayonnement n’est pas
continue, mais discret et indivisible : quantum d’´energie
(= ´energie d’un photon)