ATOME
Atome et physique moderne
Atome et lumière
En physique classique, l' émission de rayonnement par un système de particules chargées dépend de l'accélération de ces particules (théorie de Lorenz de l'électron classique). En mécanique quantique, cette image est remplacée par celle de la transition du système d'un état quantique à un autre d'énergie plus petite ; cette image décrit correctement les phénomènes observés. Le premier traitement quantitatif précis des processus d'émission et d' absorption de lumière fut proposé par Einstein dans un très beau travail, en 1917. L'état d'équilibre à une température donnée d'un rayonnement enfermé dans une cavité est défini par l'hypothèse que l'énergie rayonnée par les atomes des parois de la cavité est égale à l'énergie qu'ils absorbent pendant le même intervalle de temps. Si un atome est dans un état quantique initial W, avec énergie Ew et s'il est atteint par un photon avec fréquence ν, il peut absorber le photon et passer à un état excité s'il existe un état W′ de l'atome avec énergie Ew′, telle que Ew′ — Ew = hν. Einstein a postulé que la probabilité d'absorption d'un tel photon est proportionnelle au nombre de photons ayant l'énergie nécessaire hν à la transition considérée W → W′, c'est-à-dire, à l'intensité I(ν, T) de la lumière ayant la fréquence ν, à la température de l'état d'équilibre T. Si nous désignons par P(W → W′) la probabilité d'absorption du photon considéré par un atome, par seconde, donnant lieu à la transition de l'état W à l'état W′ de l'atome, cette probabilité sera proportionnelle à I(ν,T), et le coefficient de proportionnalité Bww′ est le coefficient d'absorption d'un photon par l'atome et dépend des états initial, W, et final, W′ :
Le nombre d'atomes qui subit la transition W → W′ est évidemment égal au nombre d'atomes nw dans l'état W, multiplié par la probabilité P(W → W′) ; le nombre d'atomes dans la transition inverse W′ → W est égal au nombre d'atomes nw dans l'état W′, multiplié par la probabilité P(W′ → W). L'état d'équilibre du rayonnement dans la cavité est défini par l'égalité des nombres d'atomes qui subissent les deux transitions, par seconde, donc :
Comme la distribution de l'énergie entre les atomes à l'état[...]
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Écrit par
- José LEITE LOPES : professeur de physique nucléaire, université Louis-Pasteur, directeur du groupe physique théorique et hautes énergies du Centre de recherche nucléaire de Strasbourg
Classification
Pour citer cet article
José LEITE LOPES. ATOME [en ligne]. In Encyclopædia Universalis. Disponible sur : (consulté le )
Médias
Composants de base de l'atome
Encyclopædia Universalis France
Modélisation de l'atome d'uranium
DeAgostini/Getty Images
Max Planck
Hulton Archive/ Getty Images
Autres références
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DESCRIPTION DE L'ATOME
- Écrit par Bernard PIRE
- 104 mots
Ernest Rutherford (1871-1937) propose en 1911 un modèle planétaire de l'atome. L'interprétation des résultats expérimentaux obtenus par ses collaborateurs Hans Geiger et Ernest Marsden sur la déviation violente des rayons α une mince feuille d'or lui permet de comprendre qu'un atome est...
-
PARTICULES ÉLÉMENTAIRES
- Écrit par Maurice JACOB, Bernard PIRE
- 8 172 mots
- 12 médias
-
AGRÉGATS, physico-chimie
- Écrit par Jean FARGES, Rémi JULLIEN
- 1 616 mots
- 7 médias
...nombreuses méthodes physiques utilisées, la spectrométrie de masse est la plus importante. Elle permet en effet de classer les agrégats selon le nombre N d'atomes ou de molécules qu'ils contiennent. Ainsi, les spectres de masses, pour certaines valeurs de N appelées « nombres magiques », font apparaître... -
ALLIAGES
- Écrit par Jean-Claude GACHON
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La seconde voie non expérimentale est celle de la théorie physique de l'état solide.Les atomes interagissent entre eux par l'intermédiaire de leurs couches électroniques externes, lesquelles sont bien décrites par la mécanique quantique. Des modèles des alliages ont été construits pour essayer,... -
BOHR ATOME DE
- Écrit par Bernard PIRE
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- 1 média
Deux ans après avoir soutenu sa thèse sur la théorie électronique des métaux, le physicien danois Niels Bohr (1885-1962) écrit en 1913 trois articles fondamentaux qui révolutionnent la compréhension de la structure de la matière. Le premier, paru le 5 avril dans le Philosophical Magazine...
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Voir aussi
- FRÉQUENCE, physique
- ONDE ou RAYONNEMENT ÉLECTROMAGNÉTIQUE
- ABSORPTION, physique
- ISOTOPES
- POSITONIUM ou POSITRONIUM
- ORBITALES ATOMIQUES
- NOYAU ATOMIQUE
- INTERACTIONS MOLÉCULAIRES
- ÉMISSION, physique
- HAMILTONIEN
- SCHRÖDINGER ÉQUATION DE
- CRISTAL IONIQUE
- AVOGADRO LOI D'
- GAY-LUSSAC LOI DE
- SCIENCES HISTOIRE DES, XIXe s.
- MÉCANIQUE ONDULATOIRE
- MUONS
- EXCITATION, physique
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- TRANSITION, physique
- COVALENTE LIAISON
- FONCTION D'ONDE
- COUCHES ÉLECTRONIQUES
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- SCIENCES HISTOIRE DES, Antiquité et Moyen Âge
- BREMSSTRAHLUNG ou RAYONNEMENT DE FREINAGE
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- ÉMISSION STIMULÉE ou ÉMISSION INDUITE
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- ÉLÉMENTS CHIMIQUES
- PROPORTIONS LOI DES, chimie
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- POSITONS ou POSITRONS
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- HEISENBERG RELATIONS DE ou RELATIONS D'INCERTITUDE
- COMMUTATION RELATION DE
- RÈGLES DE SÉLECTION, physique
- ÉLECTRONIQUE STRUCTURE
- FRANCK & HERTZ EXPÉRIENCE DE
- RYDBERG FORMULE DE
- PROBABILITÉ DE TRANSITION
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- NIVEAU, physique atomique
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- ATOME ARTIFICIEL
- CHIMIE HISTOIRE DE LA
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- AVOGADRO NOMBRE D'
- RYDBERG CONSTANTE DE
- RAIE SPECTRALE
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- DUALITÉ ONDE-CORPUSCULE
- LENNARD-JONES POTENTIEL DE
- PHYSIQUE HISTOIRE DE LA
- SCIENCES HISTOIRE DES
- ÉTAT QUANTIQUE
