La lumière peut être considérée comme une onde. Elle possède donc une fréquence ν, une longueur d’onde λ, une direction de propagation, une direction d’élongation, etc.
lettre grec nu : ν
La longueur d’onde λ est la fréquence ν (ou f) sont reliés par la relation :
\[λ = \frac{c}{ν}\]
où
La fréquence d’une radiation est indépendante du milieu de propagation, ce qui n’est pas le cas de la longueur d’onde. Parler de fréquence pour caractériser une onde a donc plus de sens physique. On caractérise abusivement une radiation par sa longueur d’onde dans le vide.
Une onde est caractérisée par sa fréquence où sa longueur d’onde dans le vide (longueur d’onde qu’elle aurait si elle se propageait dans le vide).
Exemple de la piscine :
480nm = liner bleu, 360nm sous l’eau, −> UV ??!!
Domaine de fréquences :
Certains phénomènes (effet photoélectrique, effet Compton, spectre de raies, etc.) ne peuvent être interprétés qu’en considérant la lumière comme un flux de particules sans masse : les photons.
act. 1 p. 339 − L’effet photoélectrique
animation effet photoélectrique
modèle ondul. explique bien les phénomènes d’interférences mais pas l’effet photoélectrique
On voit qu’en UV ça marche bien, même pour une irradiance faible. Si l’on diminue la fréquence, même en augmentant l’irradiance −> pas d’effet.
Ex : on essaie de casser une palissade en bois avec du sable. Si on envoit quelques grains, ou des millards ça ne bouge pas. Pourtant les milliards de grains représentent environ 3 kg de sable. Maintenant on prend deux cailloux d’1kg chacun. On transmettra moins d’énergie, mais avec des quanta bien plus grand (photons plus énergétique)
expliquer l’effet de seuil qui ne peut pas s’expliquer avec une variation continue de l’énergie (ex. si on mesure précisement une masse de sable, on va voir que la masse n’augmente pas de manière continue, elle est quantifié, les quanta sont les grains de sable)
Un photon transporte une énergie, que l’on exprime avec la relation de Planck−Einstein :
\[\mathscr{E} = hv \iff \frac{h × c}{λ}\]
avec h constante de Planck 6,63·10−34
remarque
Au niveau subatomique, les énergies sont généralement exprimée en
électronvolt (eV).
1 eV = 1,6·10-19 J (Toujours donné dans
l’énoncé)
Les modèles ondulatoire et particulaire de la matière sont complémentaires. Ils sont deux aspects d’un même phénomène.
On ne sait pas vraiment bien pensé ce qu’est un quanton, mais il a des attributs de l’onde et des attributs de la particule.
On peut imaginer l’atome comme un système planétaire.
L’énergie de l’atome qui augmente, c’est la configuration du cortège
électronique qui gagne de l’énergie potentielle.
On peut se dire que c’est comme si elle avait une orbite plus
haute.
explication quantifié ≠ continu
explication modèle de Bohr (planétaire), avec nombre quantique pple
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L’énergie d’un atome est quantifié , elle ne peut prendre que certaines valeurs appelées niveaux d’énergie. Le diagramme des niveaux d’énergie d’un atome est constitué :
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animation spectre d’émission / d’absorption
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Lorsqu’un atome est à un état excité, il se désexcite, passe sur un niveau d’énergie plus faible en émettant un photon dont l’énergie correspond à la différence d’énergie entre les deux niveaux. Lorsqu’un atome reçoit une énergie suffisante, le photon est absorbée et l’atome passe dans un niveau de plus haute énergie. |
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Conservation de l’énergie
On note l’énergie de transition entre un niveau d’énergie inital et un niveau final :
\[\begin{aligned} | \Delta \mathscr{E}_{i\rightarrow f} | &= | \mathscr{E}_f - \mathscr{E}_i |\\ &= h·ν\\ &= \frac{h·c}{λ} \end{aligned}\]
où
Étude de l’atome de lithium (p. 347)
Le diagramme ci-contre représente quelques niveaux d’énergie de l’atome de lithium.
Données:
