ATOMIQUE PHYSIQUE

Carte mentale

Élargissez votre recherche dans Universalis

La physique atomique est née des expériences effectuées à la fin du xixe siècle qui ont montré que la matière était discontinue et formée d'atomes possédant une structure interne ; celle-ci étant à l'origine des raies observées dans les spectres d'émission et d'absorption du rayonnement par les différents éléments, l'objectif premier de la physique atomique a été de comprendre et d'interpréter ces spectres. Le développement de cette discipline est intimement lié à celui de la mécanique quantique. La grande précision des expériences de spectroscopie a conduit les physiciens théoriciens à énoncer des théories quantiques toujours plus élaborées ; en retour, les expérimentateurs ont effectué des mesures de plus en plus précises afin d'éprouver la validité de la théorie. Cette émulation réciproque a permis d'obtenir des mesures de grandeurs physiques fondamentales avec une précision sans cesse accrue.

La physique, dont l'objectif initial était d'établir les lois de la nature, a contribué à des avancées technologiques de premier plan en permettant la réalisation, par exemple, des lasers et des horloges atomiques. Elle a aussi ouvert un champ considérable de recherches fondamentales, allant de l'optique quantique à la physico-chimie des molécules.

Les origines de la physique atomique

Le concept d'atome date des philosophes grecs de l'Antiquité : à la suite des idées d'Empédocle (490-430 av. J.-C.), Leucippe (environ 450 av. J.-C.) et son disciple Démocrite (vers 460-vers 370 av. J.-C.) ont suggéré que l'Univers était constitué d'espace vide et de particules insécables, les atomes (du grec atomos, « insécable »). Cette hypothèse fut cependant rejetée par Aristote (385-322 av. J.-C.), qui défendit ardemment le concept de continuité de la matière.

La question fut reconsidérée beaucoup plus tard, après la découverte par [...]

1 2 3 4 5

pour nos abonnés,
l’article se compose de 11 pages




Écrit par :

Classification


Autres références

«  ATOMIQUE PHYSIQUE  » est également traité dans :

ATOME

  • Écrit par 
  • José LEITE LOPES
  •  • 9 238 mots
  •  • 15 médias

Dans le chapitre « L'atome de Thomson-Lorentz »  : […] Ce ne fut qu'à la fin du xix e siècle que la notion d'atome comme particule indivisible fut mise en doute. Les expériences sur les décharges électriques dans les gaz raréfiés et l'étude des rayons cathodiques ont amené à la découverte de très légères particules, chargées électriquement, les électrons . Dotés d'une charge négative, la plus petite […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/atome/#i_94939

BOHR ATOME DE

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 370 mots
  •  • 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 , est titré « Sur la constitution des atomes et des molécu […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/atome-de-bohr/#i_94939

BOHR NIELS (1885-1962)

  • Écrit par 
  • Léon ROSENFELD
  •  • 3 126 mots
  •  • 1 média

Dans le chapitre « Théorie de la constitution des atomes »  : […] La découverte des électrons, particules environ 2 000 fois plus légères que l'atome d'hydrogène et portant toutes la même quantité de charge électrique négative, avait conduit les physiciens, dès le début de ce siècle, à concevoir l'atome comme un système complexe, formé d'une distribution de masse et de charge positive et d'un certain nombre d'él […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/niels-bohr/#i_94939

COHEN-TANNOUDJI CLAUDE (1933- )

  • Écrit par 
  • Étienne GUYON
  •  • 764 mots

Prix Nobel de physique 1997, professeur au Collège de France où il occupe la chaire de physique atomique et moléculaire de 1973 à 2004 après avoir exercé à la faculté des sciences de Paris, mais aussi membre de l'Académie des sciences (1981) et médaille d'or du C.N.R.S. (1996), Claude Cohen-Tannoudji épouse avec évidence sa double vocation de cher […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/claude-cohen-tannoudji/#i_94939

CURIE LES

  • Écrit par 
  • Marcel FRILLEY
  •  • 4 829 mots
  •  • 5 médias

Dans le chapitre « Radioactivité et théorie de l'atome »  : […] Ernest Rutherford avait élaboré, en 1912, un modèle d'atome où des électrons gravitaient autour d'un noyau positif. En 1913, Niels Bohr y introduisit la notion de quantum d ' action , proposée par Max Planck en 1900, et donna à ce modèle une forme quasi définitive. Les connaissances acquises en radioactivité ont, dès lors, commandé l'évolution de l […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/les-curie/#i_94939

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 constitué d'un noyau extrêmement dense et chargé positivement, […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/description-de-l-atome/#i_94939

EFIMOV VITALY (1938- )

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 644 mots

Physicien russe, Vitaly N. Efimov est né en 1938 à Leningrad (aujourd’hui Saint-Pétersbourg). Après sa thèse soutenue en 1966 à l’institut physico-technique Ioffe de cette ville, Efimov a publié en décembre 1970 un court article de deux pages intitulé « Niveaux d’énergie dus aux forces résonantes à deux corps dans un système à trois corps » dans la […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/vitaly-efimov/#i_94939

ÉTAT, physique atomique et nucléaire

  • Écrit par 
  • Pierre MOYEN
  •  • 220 mots

Description la plus complète d'un atome ou d'un noyau. Dans le formalisme de Heisenberg, un état correspond à un vecteur propre de la matrice décrivant le système. À un état correspond une valeur de l'énergie et une seule, que le système soit placé ou non dans un champ extérieur, mais plusieurs états peuvent avoir la même énergie : on dit alors q […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/etat-physique-atomique-et-nucleaire/#i_94939

HAROCHE SERGE (1944- )

  • Écrit par 
  • Claude COHEN-TANNOUDJI, 
  • Jean-Michel RAIMOND
  •  • 1 060 mots

Né le 11 septembre 1944 à Casablanca, Serge Haroche intègre en 1963 l'École normale supérieure (E.N.S.), où il passe l'agrégation de physique et un doctorat de troisième cycle. Entré au C.N.R.S., il soutient, en 1971, un doctorat d'État préparé sous la direction de Claude Cohen-Tannoudji. Il est nommé professeur à l'université Pierre-et-Marie-Curi […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/serge-haroche/#i_94939

HEISENBERG WERNER KARL (1901-1976)

  • Écrit par 
  • Léon ROSENFELD
  •  • 3 503 mots
  •  • 2 médias

Dans le chapitre « Problèmes atomiques et nucléaires »  : […] Dès que la mécanique quantique fut consolidée, et surtout dès qu'elle eut absorbé l'aspect « ondulatoire » mis en évidence par Louis de Broglie et développé par Erwin Schrödinger, il était naturel qu'elle s'attaquât aux problèmes qui dépassaient la portée des méthodes antérieures. Parmi ceux-ci s'offrait tout d'abord celui de l'atome d'hélium, ato […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/werner-karl-heisenberg/#i_94939

KASTLER ALFRED (1902-1984)

  • Écrit par 
  • Bernard CAGNAC
  •  • 733 mots
  •  • 1 média

Physicien français, né le 3 mai 1902 à Guebwiller (alors en Allemagne) et mort à Bandol le 7 janvier 1984. Professeur à l'université de Paris et à l'École normale supérieure, Alfred Kastler a obtenu le prix Nobel de physique en 1966 pour « la découverte et le développement de méthodes optiques dans l'étude des résonances hertziennes des atomes ». […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/alfred-kastler/#i_94939

KUSCH POLYKARP (1911-1993)

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 417 mots

Né le 26 janvier 1911 à Blankenburg (Allemagne), Polykarp Kusch était le fils d'un pasteur allemand qui émigra aux États-Unis avec sa famille en 1912. Après des études à Cleveland (Ohio) et à l'université de l'Illinois, où il soutint sa thèse en 1936 dans le domaine de la spectroscopie moléculaire, il rejoignit l'université de Columbia, à New York, […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/polykarp-kusch/#i_94939

LAMB WILLIS EUGENE (1913-2008)

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 767 mots

Le physicien américain Willis Eugene Lamb Jr, prix Nobel en 1955, est décédé le 15 mai 2008 à Tucson (Arizona). Fils d'un technicien en téléphonie, il naît le 12 juillet 1913 à Los Angeles en Californie. Il effectue toutes ses études supérieures à l'université de Berkeley et y soutient sa thèse en 1938, sous la direction de Robert J. Oppenheimer ( […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/willis-eugene-lamb/#i_94939

LASERS

  • Écrit par 
  • Yves LECARPENTIER, 
  • Alain ORSZAG
  •  • 10 803 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre « Émission stimulée et amplification de lumière »  : […] 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 mouvement autour du noyau, ne peuvent […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/lasers/#i_94939

MASER

  • Écrit par 
  • Maurice ARDITI, 
  • Claude AUDOIN
  •  • 2 315 mots
  •  • 2 médias

Dans le chapitre « Principes physiques »  : […] D'après les théories de Niels Bohr, un atome peut effectuer une transition entre deux niveaux d'énergie discrets E 1 et E 2 (E 2   >  E 1 ), à condition que la loi de conservation de l'énergie E 2  − E 1  =  h ν soit vérifiée, h étant la constante de Planck et ν la fréquence du rayonnement émis ou absorbé. Le bilan des échanges de population en […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/maser/#i_94939

PERRIN JEAN (1870-1942)

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 659 mots

Né le 30 septembre 1870 à Lille, Jean Perrin était le fils d'un capitaine d'infanterie d'origine modeste qui mourut prématurément en 1880. Après des études à Lyon et au lycée Janson-de-Sailly à Paris, il entra à l'École normale supérieure en 1891. Il y devint préparateur et se lia avec Paul Langevin, avec qui il réalisa en 1895 une expérience hist […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/jean-perrin/#i_94939

PHYSIQUE - Les fondements et les méthodes

  • Écrit par 
  • Roland OMNÈS
  •  • 10 729 mots
  •  • 8 médias

Dans le chapitre « XXe siècle »  : […] Cette évolution aboutit cependant à une remise en question de toute la physique au début du xx e  siècle. Déjà, la découverte de la radioactivité et l'étude qui en est faite par Pierre et Marie Curie ont révélé l'existence de nouvelles propriétés de la matière qui s'avèrent très difficiles à classer. Le véritable problème, cependant, est dû aux p […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/physique-les-fondements-et-les-methodes/#i_94939

POMPAGE OPTIQUE

  • Écrit par 
  • Alfred KASTLER
  •  • 4 286 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « Applications »  : […] La méthode de pompage optique qui permet de changer les répartitions de population entre les états Zeeman ou entre les états de structure hyperfine d'un atome en phase vapeur fait l'objet de nombreuses applications. Toute cause qui produit une modification du degré d'orientation est susceptible d'être étudiée. Il devient ainsi possible de faire, da […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/pompage-optique/#i_94939

SPECTROSCOPIE

  • Écrit par 
  • Michel de SAINT SIMON
  •  • 5 066 mots
  •  • 9 médias

Dans le chapitre «  Spectroscopie atomique »  : […] Les spectres des atomes ont pu être compris dans le cadre de la physique atomique qui, se fondant sur la mécanique quantique, décrit les niveaux d'énergie occupés par les électrons du cortège électronique. Une raie d'émission correspond à la transition d'un électron d'un niveau vers un autre niveau de moindre énergie, l'énergie excédentaire étant […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/spectroscopie/#i_94939

STARK EFFET

  • Écrit par 
  • Pierre MOYEN
  •  • 525 mots

Sous l'action d'un champ électrique, les niveaux d'énergie d'un atome sont perturbés et, par conséquent, les raies émises par cet atome sont modifiées. Elles sont décomposées en plusieurs composantes dont le centre de gravité peut être déplacé par rapport à la raie initiale. Cet effet, analogue à l'effet Zeeman, est beaucoup plus difficile à observ […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/effet-stark/#i_94939

STARK JOHANNES (1874-1957)

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 370 mots

Fils d'un propriétaire terrien, Johannes Stark naquit le 15 avril 1874 à Schickenhof en Bavière (Allemagne) ; après des études secondaires à Bayreuth et Ratisbonne, il rejoignit l'université de Munich ; sa carrière universitaire le mena de Göttingen à Hanovre puis à Aix-la-Chapelle, Greifswald et Würzburg. Le prix Nobel de physique qu'il reçut en […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/johannes-stark/#i_94939

Voir aussi

ABSORPTION physique    APPROXIMATION    LOI D' AVOGADRO    NOMBRE D' AVOGADRO    FORMULE DE BALMER    BOSONS    CONFIGURATION ÉLECTRONIQUE    CORPS NOIR    COUCHES ÉLECTRONIQUES    COUPLAGE physique atomique    CRYOPHYSIQUE ou PHYSIQUE DES BASSES TEMPÉRATURES    DÉPLACEMENT ISOTOPIQUE    ÉLECTRON    ÉLÉMENTS CHIMIQUES    ÉMISSION physique    ÉMISSION SPONTANÉE    ÉMISSION STIMULÉE ou ÉMISSION INDUITE    ÉTAT STATIONNAIRE    FRÉQUENCE physique    ÉTAT GAZEUX    APPLICATION EN PHYSIQUE DES LASERS    MIROIR À ATOMES    MIROIR MAGNÉTIQUE    MULTIPLET physique atomique    NIVEAU physique atomique    NOYAU ATOMIQUE    NUMÉRO ATOMIQUE ou NOMBRE ATOMIQUE    ONDE ou RAYONNEMENT ÉLECTROMAGNÉTIQUE    OPTIQUE ATOMIQUE    PRINCIPE D'EXCLUSION DE PAULI    CLASSIFICATION PÉRIODIQUE    PHOTON    HISTOIRE DE LA PHYSIQUE    PIÉGEAGE DES ATOMES    LOI DE PLANCK    PRESSION DE RADIATION    PROBABILITÉ DE TRANSITION    MOMENT QUADRUPOLAIRE    MÉCANIQUE QUANTIQUE    NOMBRES QUANTIQUES    RAIE SPECTRALE    RAYONNEMENT THERMIQUE    REFROIDISSEMENT DES ATOMES    PRINCIPE DE COMBINAISON DE RITZ    ATOME DE RUTHERFORD    CONSTANTE DE RYDBERG    ÉQUATION DE SCHRÖDINGER    HISTOIRE DES SCIENCES    HISTOIRE DES SCIENCES XIXe s.    SPECTRE optique    INTERACTION SPIN-ORBITE    STRUCTURE FINE    STRUCTURE HYPERFINE    TEMPÉRATURE    TRANSITION physique

Pour citer l’article

Georges LÉVI, Philippe BOUYER, « ATOMIQUE PHYSIQUE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 18 février 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/physique-atomique/