Interactions des ondes électromagnétiques avec la matière
4565ATOME HABILLÉ
La théorie de l'« atome habillé » est une méthode de mécanique quantique permettant de calculer de manière simple et facile à interpréter les phénomènes qui se produisent lorsqu'un atome interagit avec un champ électromagnétique très intense résonnant ou voisin d'une résonance (la résonance est le cas où l'énergie d'un photon hν est égale à […] Lire la suite
COLORANTS
La vision de la couleur est fondée sur des phénomènes physiques, chimiques et physiologiques. En effet, parmi les ondes électromagnétiques, les seules qui soient perceptibles à l'œil humain sont celles dont les longueurs d'onde sont situées entre 400 et 700 nm. Elles représentent une partie de celles émises dans le spectre de la lumière du soleil. Absorbée par la rétine, cette lumière modifie, par […] Lire la suite
COMPTON EFFET
Les rayonnements électromagnétiques de haute énergie (rayons X et γ) interagissent avec la matière selon trois processus : effet photoélectrique ; création de paires électrons-positrons ; enfin, diffusion élastique des photons sur des électrons libres ou peu liés, appelée effet Compton. Celui-ci est dû à l'interaction d'un rayon X ou d'un rayon γ avec un électron. Il s'interprète par la réaction d […] Lire la suite
DIFFUSEUR, optique
Surface non lumineuse par elle-même et qui diffuse tout le flux qu'elle reçoit, sans aucune absorption, suivant la loi de Lambert, c'est-à-dire que sa luminance est la même dans toutes les directions, quelle que soit l'orientation du flux incident. Éclairée en lumière blanche, une telle surface apparaît blanche et mate. L'oxyde de magnésium est l'un des meil […] Lire la suite
FORCES D'OSCILLATEUR
Nombre d'oscillateurs classiques ayant la même absorption qu'un atome réel dans un certain état.Avant la théorie atomique de Bohr, les physiciens assimilèrent les atomes à des oscillateurs harmoniques. Cette théorie des oscillateurs, due à Lorentz, permet de traiter d […] Lire la suite
HANLE EFFET
Phénomène de dépolarisation de la lumière de résonance d'une vapeur atomique, sous l'action d'un faible champ magnétique. Il a été observé et caractérisé par le physicien allemand W. Hanle en 1924.On sait que le phénomène de résonance optique consiste à irradier les atomes d'une vapeur avec la lumière émise par une lampe contenant les mêmes atomes : les atom […] Lire la suite
LASERS
Le laser met en œuvre l'« émission stimulée » de rayonnement, phénomène prédit par Albert Einstein, dès 1917, pour expliquer l'émission spectrale des corps (cf. encadré Histoire de la technique Laser).On sait que les atomes, qui constituent la matière, sont formés d'un noyau et d'électrons. Ces derniers, en mouvem […] Lire la suite
LUMIÈRE
Il est aisé de comprendre au premier degré par quel procédé un objet – rouge par exemple – nous apparaît d'une certaine couleur. Éclairée par de la lumière dite blanche (comme celle du soleil ou d'une ampoule), il ne renvoie vers notre œil qu'une partie du rayonnement incident – les composantes rouges de la lumière. Les autres composantes sont absorbées ou diffusées dans d'autres directions (un ob […] Lire la suite
MASER
D'après les théories de Niels Bohr, un atome peut effectuer une transition entre deux niveaux d'énergie discrets E1 et E2 (E2 > E1), à condition que la loi de conservation de l'énergie E2 − E1 = hν soit vérifiée, h étant la constante de Planck et ν la fréquence du rayonnement ém […] Lire la suite
MATIÈRE (physique) - État gazeux
Dans le cas d'un gaz sous faible pression, les interactions entre molécules sont faibles et on peut relier les propriétés d'absorption ou d'émission du gaz à celles de la molécule isolée.Du fait du principe de la conservation de l'énergie, l'énergie perdue (absorption) ou gagnée (émission) par le rayonnement se retrouve sous la forme d'énergie gagnée ou perdue par les molécules. Cet effet se tradu […] Lire la suite
MATIÈRE (physique) - Plasmas
L'écart à l'équilibre thermodynamique, que caractérise l'existence de fonctions de distribution très différentes de la distribution maxwellienne, peut se manifester également dans le cadre de l'interaction entre le rayonnement électromagnétique et la matière. On sait que, à l'équilibre thermodynamique, le rayonnement électromagnétique est décrit par la loi de Planck, qui relie la densité d’énergie […] Lire la suite
PHOTOÉLECTRIQUE EFFET
On désigne sous le nom d'effet photoélectrique tous les phénomènes électriques qui sont provoqués par l'action de la lumière sur la matière. L'absorption de lumière par un solide peut entraîner l'éjection d'électrons dans le vide ou dans le milieu qui est en contact avec lui : on parle alors d'émission photoélectrique. L'absorption de lumière peut également […] Lire la suite
POMPAGE OPTIQUE
Le pompage optique est un procédé qui permet de changer d'une manière appréciable les valeurs des populations des états quantifiés des atomes, des molécules et des ions (on désigne par le mot « population » le nombre d'atomes dans un état quantique donné). On peut ainsi créer une distribution de population très différente de la distribution d'équilibre thermiqu […] Lire la suite
RAMAN EFFET
L'effet Raman est un phénomène physique de diffusion moléculaire de la lumière, mis en évidence expérimentalement en 1928 par le physicien indien Chandrasekhara Venkata Raman, lauréat du prix Nobel en 1930. Dès les premiers travaux se sont dégagés les caractères essentiels de ce phénomène : la diffusion d'une radiation monochromatique par des molécules polya […] Lire la suite
RAYONS X
L'interaction des rayons X et de la matière est conditionnée par les valeurs de leurs longueurs d'onde et de l'énergie du photon par rapport, d'une part, aux dimensions des atomes et, d'autre part, aux énergies de liaison des électrons atomiques.L'absorption des rayons X dans la matière se traduit par la diminution de l'intensité du faisceau traversant un écran. Les photons disparus du faisceau tr […] Lire la suite
RÉFLEXION SÉLECTIVE
Lorsqu'une onde électromagnétique se propage dans un milieu non conducteur, son champ électrique ne peut mettre en vibration les électrons liés, sauf pour certaines fréquences pour lesquelles il y a résonance. Les pertes par frottement devenant importantes, la substance, transparente pour l'ensemble du spectre, devient absorbante pour les radiations qui provoquent cette résonance. C'est l' […] Lire la suite
SPECTROPHOTOMÉTRIE OPTIQUE
Dans des conditions idéales (lumière incidente monochromatique, absence de fluorescence, échantillon homogène, concentration du composant pas trop élevée), le rapport It/I0 définit la transmittance (T), ou pourcentage de lumière transmise par l'échantillon, avec I0 et It, les intensités respectives […] Lire la suite
Interactions atome-lumière et pompage optique
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Les interactions atome-lumière (a, b et c) et le pompage optique (d et e) [E : niveau d'énergie ; N : population d'atomes sur ce niveau].
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Mécanique de l'effet Compton : les photons incident et diffusé ont pour longueur d'onde et énergie, respectivement (?, h?) et (?', h?). L'électron, initialement au repos (v = 0) se trouve propulsé à une vitesse v. La quantité de mouvement du photon incident h h?/c se trouve...
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Expérience de Völker.
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Structure Zeeman de la raie D
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Signal transitoire de l'intensité lumineuse en fonction du temps au cours du pompage optique
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Signal transitoire de l'intensité lumineuse en fonction du temps au cours du pompage optique. Photographie du spot de l'écran d'un oscilloscope.
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Résonance magnétique nucléaire de l'isotope 199 du mercure
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Courbes de résonance magnétique nucléaire de l'isotope 199 du mercure, pour différentes amplitudes du champ magnétique de radiofréquence (d'après B. Cagnac).
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Longueur d'onde d'absorption de chromophores et de groupements fonctionnels
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Longueur d'onde d'absorption caractéristique de quelques chromophores et de quelques groupements fonctionnels (M: métal, fer ou nickel).
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Analyse de quelques composés après réaction chimique avec un chromophore ou un fluorophore
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Exemple de l'analyse de quelques composés après réaction chimique avec un chromophore ou un fluorophore.
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Spectres des raies caractéristiques des divers éléments en fonction de leur nombre atomique Z
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Quantité de matière en g . cm
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L'amplification de lumière: principe physique du laser. Dans la production normale de lumière, quand cette dernière est absorbée par les atomes, certains électrons sont éjectés sur des orbites de plus grande énergie et restent excités en état instable. Leur...
Crédits : Planeta Actimedia S.A.© Encyclopædia Universalis France pour la version française.
Interactions atome-lumière et pompage optique
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Mécanique de l'effet Compton
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Graphe de Feynmann
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Expérience de Völker
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Structure Zeeman
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Signal transitoire de l'intensité lumineuse en fonction du temps au cours du pompage optique
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Résonance magnétique nucléaire de l'isotope 199 du mercure
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Longueur d'onde d'absorption de chromophores et de groupements fonctionnels
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Analyse de quelques composés après réaction chimique avec un chromophore ou un fluorophore
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Longueurs d'onde déplacées
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Absorption du faisceau
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Laser
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