Transferts quantiques d'énergie

Quantification des niveaux d'énergie

Un atome ne peut exister que dans des états d'énergie discrets $E_1, E_2, \ldots$

• L'état de plus basse énergie est l'état fondamental.
• Les autres sont des états excités.

Émission et absorption d'un photon

Un photon transporte l'énergie :

$$E_{\text{photon}} = h\nu = \frac{hc}{\lambda}$$

$h = 6{,}63 \times 10^{-34}$ J·s (constante de Planck).

• Absorption : l'atome passe du niveau $E_n$ au niveau $E_p$ si $E_{\text{photon}} = E_p - E_n$.
• Émission : l'atome revient de $E_p$ à $E_n$ en émettant un photon de même énergie.

Spectre d'émission et d'absorption

• Émission : raies brillantes sur fond noir (gaz chaud et peu dense).
• Absorption : raies sombres sur fond continu (gaz froid devant une source chaude).

Dualité onde-particule

La matière a un double comportement :
- Ondulatoire : diffraction des électrons (expérience de Davisson-Germer).
- Corpusculaire : effet photoélectrique.

Longueur d'onde de De Broglie :

$$\lambda = \frac{h}{mv}$$

$m$ : masse de la particule, $$\lambda = \frac{h}{mv}$$0 : sa vitesse. Pour les objets macroscopiques, $$\lambda = \frac{h}{mv}$$1 est si petite que le comportement ondulatoire est inobservable.