Bonjour
J'aimerais avoir votre aide.
Je suis perdue, je ne comprends pas grand chose au chapitre des niveaux d'énergie.
Est-ce que vous pourriez m'expliquer quelque point svp?
-La lumière est constituée de corpuscules appelés photon possédant chacun son énergie. Dans l'atome, les photons servent aussi à maintenir les électrons en orbite autour du noyau et les photons servent aussi à former les molécules. On peut donc dire que la lumière est composé d'atome ? Je ne comprends pas le lien entre les photons de la lumière et les photons présents dans les atomes ?
-Y a t-il un lien entre l'énergie des photons et celles des électrons ?
-Hormis le modèle de Bohr, y a t-il d'autres modèles qui expliqueraient les spectres atomiques ?
Merci à vous
photon
Modérateur : moderateur
Re: photon
Bonjour Fanny,
Vous avez raison lorsque vous dites que la lumière est constituée de photons, et que chaque photon possède chacun son énergie.
De son côté, un atome peut également posséder certaines énergies. Lorsque l'atome a son énergie la plus faible, on dit qu'il est dans son état fondamental. Si on apporte de l'énergie à l'atome, on peut l'amener dans un état "excité". Pour donner de l'énergie à un atome, plusieurs moyens sont possibles. Un des moyens est par exemple par le biais de photons : si l'énergie de départ de l'atome est E1, et que le photon apporte une énergie hv, alors l'atome aura au final une énergie E2 = E1+hv.
Il existe plusieurs représentation de l'atome : atome de Thomson, Rutherford, Bohr, Heinsenberg...
La représentation qui semble la plus conforme aux résultats expérimentaux est une représentation dans laquelle on ne parle plus de trajectoire des électrons autour du noyau, mais simplement une probabilité de présence autour du noyau, cette probabilité étant liée à certains paramètres, comme par exemple l'énergie de l'atome. C'est une notion qui reste délicate à comprendre à votre niveau, mais libre à vous de fouiller dans cette direction si cela vous intéresse.
Dans votre message, vous abordez un autre point qui , il me semble, provient d'une confusion entre photon et photon... J'explique :
On montre que lorsqu'une charge électrique interagit avec une autre charge électrique (c'est le cas entre un électron et la charge électrique positive du noyau), ces deux entités échangent des photons. Ces photons n'ont pas les même propriétés des photons lumineux. Ainsi, dans un atome, étant donné qu'un électron est en interaction permanente avec le noyau, ces deux entités échangent ce type de photon. Dans les molécules, les liaisons entre les différents atomes sont également de nature électrostatiques, c'est à dire qu'elles résultent d'interaction entre charges électriques. Là encore, dans les molécules, il y a donc des échanges de photons. Mais cela ne veut pas dire que les photons sont des atomes.
Pour conclure, même si ces photons d'"interaction" sont les mêmes photons que les photons composant la lumière, leurs propriétés physiques sont différentes.
D'autre part, retenez bien qu'un photon n'est pas du tout un atome.
Est ce que tout cela est compréhensible ?
Vous avez raison lorsque vous dites que la lumière est constituée de photons, et que chaque photon possède chacun son énergie.
De son côté, un atome peut également posséder certaines énergies. Lorsque l'atome a son énergie la plus faible, on dit qu'il est dans son état fondamental. Si on apporte de l'énergie à l'atome, on peut l'amener dans un état "excité". Pour donner de l'énergie à un atome, plusieurs moyens sont possibles. Un des moyens est par exemple par le biais de photons : si l'énergie de départ de l'atome est E1, et que le photon apporte une énergie hv, alors l'atome aura au final une énergie E2 = E1+hv.
Il existe plusieurs représentation de l'atome : atome de Thomson, Rutherford, Bohr, Heinsenberg...
La représentation qui semble la plus conforme aux résultats expérimentaux est une représentation dans laquelle on ne parle plus de trajectoire des électrons autour du noyau, mais simplement une probabilité de présence autour du noyau, cette probabilité étant liée à certains paramètres, comme par exemple l'énergie de l'atome. C'est une notion qui reste délicate à comprendre à votre niveau, mais libre à vous de fouiller dans cette direction si cela vous intéresse.
Dans votre message, vous abordez un autre point qui , il me semble, provient d'une confusion entre photon et photon... J'explique :
On montre que lorsqu'une charge électrique interagit avec une autre charge électrique (c'est le cas entre un électron et la charge électrique positive du noyau), ces deux entités échangent des photons. Ces photons n'ont pas les même propriétés des photons lumineux. Ainsi, dans un atome, étant donné qu'un électron est en interaction permanente avec le noyau, ces deux entités échangent ce type de photon. Dans les molécules, les liaisons entre les différents atomes sont également de nature électrostatiques, c'est à dire qu'elles résultent d'interaction entre charges électriques. Là encore, dans les molécules, il y a donc des échanges de photons. Mais cela ne veut pas dire que les photons sont des atomes.
Pour conclure, même si ces photons d'"interaction" sont les mêmes photons que les photons composant la lumière, leurs propriétés physiques sont différentes.
D'autre part, retenez bien qu'un photon n'est pas du tout un atome.
Est ce que tout cela est compréhensible ?
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Fanny
Re: photon
Merci infiniment pour ces réponses, c'est déjà un peu plus clair mais j'ai d'autre questions si ça ne vous dérange pas :S
Si on considère que la lumière est un "flux" de photons (aspect corpusculaire), comment défit-on la lumière ? Car dans l'aspect ondulatoire, la lumière peut être caractérisée par sa longueur d'onde (dans le vide) ou par sa fréquence ?
Pour une même radiation de lumière (par exemple le vert) est-ce que les photons qui constituent cette radiation ont tous la même énergie ?
Donc lorsqu'on dit que ce sont les éléments chimiques (par exemple d'une atmosphère) qui absorbent la lumière et donc sont responsables du spectre d’absorption; c'est en fait les électrons présents dans les éléments chimiques qui soit absorbent des photons provenant de la lumière soit libèrent de l’énergie sous forme de lumière c'est-à-dire de photon ?
Si on considère que la lumière est un "flux" de photons (aspect corpusculaire), comment défit-on la lumière ? Car dans l'aspect ondulatoire, la lumière peut être caractérisée par sa longueur d'onde (dans le vide) ou par sa fréquence ?
Pour une même radiation de lumière (par exemple le vert) est-ce que les photons qui constituent cette radiation ont tous la même énergie ?
Donc lorsqu'on dit que ce sont les éléments chimiques (par exemple d'une atmosphère) qui absorbent la lumière et donc sont responsables du spectre d’absorption; c'est en fait les électrons présents dans les éléments chimiques qui soit absorbent des photons provenant de la lumière soit libèrent de l’énergie sous forme de lumière c'est-à-dire de photon ?
Re: photon
Pour être précis, le flux de photon va correspondre à l'intensité de la lumière. La lumière n'est donc pas à proprement parlé un "flux de photon". L'énergie du photon est lié à sa fréquence puisque l'on écrit la relation E = hv où v est la fréquence du photon. Dans la théorie corpusculaire, la lumière est composée de photons et surtout par leur énergie, donc par leur fréquence compte tenu de la relation précédente E = hv.
Dans la théorie ondulatoire, une onde lumineuse est caractérisée par sa fréquence, ou sa longueur d"onde dans le vide.
Oui, les électrons absorbent l'énergie donnée par les photons. Par contre, dans le cas général, les atomes ainsi excités se désexcitent spontanément en libérant l'énergie gagnée sous forme de photon (c'est à dire d'onde électromagnétique). Là encore, ce sont les électrons qui perdent cette énergie. Mais la désexcitation ne représente pas l'absorption. C'est juste l'étape qui a lieu après l'absorption.
Est ce que tout cela est clair ?
Dans la théorie ondulatoire, une onde lumineuse est caractérisée par sa fréquence, ou sa longueur d"onde dans le vide.
Oui, les électrons absorbent l'énergie donnée par les photons. Par contre, dans le cas général, les atomes ainsi excités se désexcitent spontanément en libérant l'énergie gagnée sous forme de photon (c'est à dire d'onde électromagnétique). Là encore, ce sont les électrons qui perdent cette énergie. Mais la désexcitation ne représente pas l'absorption. C'est juste l'étape qui a lieu après l'absorption.
Est ce que tout cela est clair ?
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Fanny
Re: photon
Pour une même radiation de lumière est-ce que les photons ont tous la même énergie ?
La formule E=hv est-elle la même pour les photons échangés entre électrons et neutrons au sein du noyau ?
Comment ça ? v est normalement la fréquence d'une radiation lumineuse ?SoS(1) a écrit :E = hv où v est la fréquence du photon
La formule E=hv est-elle la même pour les photons échangés entre électrons et neutrons au sein du noyau ?
Je ne comprends ce que vous avez voulu dire ?SoS(1) a écrit :Mais la désexcitation ne représente pas l'absorption.
Re: photon
Oui. L'énergie ne dépendant que de la fréquence, donc de la longueur d'onde (dans le vide), à chaque longueur d'onde correspond une énergie.
Je comprends ce qui vous embête. Comment parler de fréquence pour un corpuscule ? On est vraiment ici au coeur de la dualité onde corpuscule. La lumière est à la fois une onde, et à la fois un corpuscule. L'onde a une fréquence v et le photon, le corpuscule qui représente l'onde a la fréquence v.
La différence d'énergie d'un atome entre deux niveaux d'énergie correspond à l'énergie du photon ou l'énergie de l'onde électromagnétique émis lors de la désexcitation. Dans tous les cas, cette énergie sera hv, puisque l'on parle de la même chose.
Comprenez vous ?
Le noyau peut effectivement lui même se trouver dans différents états énergétiques. Pour passer d'un état à un autre, le noyau va soit gagner de l'énergie, soit en perdre avec émission de photon d'énergie hv. Les énergies en jeu étant différentes, les fréquences des radiations émises (ou des photons) sont également très différentes.
Je comprends ce qui vous embête. Comment parler de fréquence pour un corpuscule ? On est vraiment ici au coeur de la dualité onde corpuscule. La lumière est à la fois une onde, et à la fois un corpuscule. L'onde a une fréquence v et le photon, le corpuscule qui représente l'onde a la fréquence v.
La différence d'énergie d'un atome entre deux niveaux d'énergie correspond à l'énergie du photon ou l'énergie de l'onde électromagnétique émis lors de la désexcitation. Dans tous les cas, cette énergie sera hv, puisque l'on parle de la même chose.
Comprenez vous ?
Le noyau peut effectivement lui même se trouver dans différents états énergétiques. Pour passer d'un état à un autre, le noyau va soit gagner de l'énergie, soit en perdre avec émission de photon d'énergie hv. Les énergies en jeu étant différentes, les fréquences des radiations émises (ou des photons) sont également très différentes.
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Fanny
Re: photon
Peut-on calculer l'énergie d'une onde lumineuse ? Car E=hv permet seulement de calculer l'énergie d'un photon, mais sachant que l'onde lumineuse est un corpuscule de photon comment pouvons nous déterminer l'énergie de cette onde ?
Sur un spectre une radiation émise ou absorbée (raies d'émission ou raie d'absorption) correspond bien à l'émission/absorption d'un unique photon ?
Pour deux niveaux d'énergie successif, est-ce que un électron pour passer d'un niveau à l'autre est obligé d'absorber/émettre un seul photon ou peut absorber/émettre plusieurs photons ?
Sur un spectre une radiation émise ou absorbée (raies d'émission ou raie d'absorption) correspond bien à l'émission/absorption d'un unique photon ?
Pour deux niveaux d'énergie successif, est-ce que un électron pour passer d'un niveau à l'autre est obligé d'absorber/émettre un seul photon ou peut absorber/émettre plusieurs photons ?
Re: photon
La lumière est :
-Une onde électromagnétique
-Un corpuscule appelé photon
E = hv correspond à l'énergie de l'onde électromagnétique, et correspond également à l'énergie du photon.
Une raie d'absorption ou d'émission correspond est dûe à un photon de longueur d'onde, donc d'énergie unique. Une raie correspond donc à 1 seule longueur d'onde. Par contre, le phénomène d'absorption suivie d'une émission est très rapide. Quand on observe un spectre, le spectre est permanent car dès que l'atome émet un photon en se désexcitant, il va à nouveau absorber un autre photon (de même énergie), s'exciter, se désexciter, absorber....etc...
Pour passer d'un niveau d'énergie à un autre, il ne faut qu'un seul photon d'énergie correspondant à la différence d'énergie des niveaux concernés.
-Une onde électromagnétique
-Un corpuscule appelé photon
E = hv correspond à l'énergie de l'onde électromagnétique, et correspond également à l'énergie du photon.
Une raie d'absorption ou d'émission correspond est dûe à un photon de longueur d'onde, donc d'énergie unique. Une raie correspond donc à 1 seule longueur d'onde. Par contre, le phénomène d'absorption suivie d'une émission est très rapide. Quand on observe un spectre, le spectre est permanent car dès que l'atome émet un photon en se désexcitant, il va à nouveau absorber un autre photon (de même énergie), s'exciter, se désexciter, absorber....etc...
Pour passer d'un niveau d'énergie à un autre, il ne faut qu'un seul photon d'énergie correspondant à la différence d'énergie des niveaux concernés.
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Fanny
Re: photon
C'est une question dans un exercice qui me perturbe:
Combien de photons d'une radiation de lumière visible, la longueur d'onde dans le vide lambda=500nm, faudrait-il pour transporter la même énergie.
Je sais ce qu'il faut faire, il s'agit d'une division (énergie libéré par l'objet)/(énergie de 500nm) mais c'est le sens de la question que je ne comprends pas, car pour passer d'un niveau d'énergie à un autre il faut un photon.
Combien de photons d'une radiation de lumière visible, la longueur d'onde dans le vide lambda=500nm, faudrait-il pour transporter la même énergie.
Je sais ce qu'il faut faire, il s'agit d'une division (énergie libéré par l'objet)/(énergie de 500nm) mais c'est le sens de la question que je ne comprends pas, car pour passer d'un niveau d'énergie à un autre il faut un photon.
Re: photon
La formulation de la question est un peu étrange. Mais si je la comprends bien, alors la réponse est celle que vous donnez : 1
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Fanny
Re: photon
D'accord
Juste quelques autres questions que je me pose
Toute énergie correspond donc à une onde électromagnétique ?
Est-ce qu'une onde électromagnétique peut être définie par son énergie ?
Juste quelques autres questions que je me pose
Toute énergie correspond donc à une onde électromagnétique ?
Est-ce qu'une onde électromagnétique peut être définie par son énergie ?
Re: photon
L'énergie d'une onde électromagnétique est effectivement une caractéristique d'une onde électromagnétique. Ce n'est pas la seule, mais d'autres caractéristiques sont trop compliquées pour votre niveau.
Par contre, toute énergie ne correspond pas à une onde électromagnétique. L'énergie mécanique est par exemple liée à un système mécanique et non à une onde électromagnétique.
Par contre, toute énergie ne correspond pas à une onde électromagnétique. L'énergie mécanique est par exemple liée à un système mécanique et non à une onde électromagnétique.
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Fanny
Re: photon
Merci de l'aide que vous m'avez apporté, grâce à vous j'ai enfin compris
Merci
Merci
Re: photon
Bravo pour votre ténacité et à bientôt sur le forum.
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Fanny
Re: photon
Bonjour
Promis dernière question ...
J'ai un problème qui se pose:
Dans certains livres, ils écrivent: "Pour qu'un électron passe d'un état initial d'énergie Ei à un état final d'énergie Ef plus élevé, il doit recevoir de l'énergie, exactement la quantité d'énergie E=Ef-Ei." et dans d'autre "L'atome reçoit l'énergie Ef-Ei lors d'une transition d'un niveau inférieur à un niveau supérieur".
Atome et électron sont pourtant deux choses différentes ? Quelle est la plus juste explication ?
Promis dernière question ...
J'ai un problème qui se pose:
Dans certains livres, ils écrivent: "Pour qu'un électron passe d'un état initial d'énergie Ei à un état final d'énergie Ef plus élevé, il doit recevoir de l'énergie, exactement la quantité d'énergie E=Ef-Ei." et dans d'autre "L'atome reçoit l'énergie Ef-Ei lors d'une transition d'un niveau inférieur à un niveau supérieur".
Atome et électron sont pourtant deux choses différentes ? Quelle est la plus juste explication ?