ARCHITECTURE DE LA MATIERE :

De la classification périodique à la structure électronique de l’atome

Q U A N T I F I C A T I O N DE L ’ E N E R G I E DANS L’ATOME D’HYDROGENE I – LE RAYONNEMENT ELECTROMAGNETIQUE
1. DESCRIPTION
La lumière est une infime partie de l’ensemble du rayonnement électromagnétique. Ce dernier est ! " ! " constitué du champ électrique E et du champ magnétique B ( voir cours de physique de PT ). Le champ électromagnétique transporte de l’énergie, c’est une onde, c'est-à-dire un phénomène ondulatoire, caractérisée par :

• Une vitesse de propagation c . • Une fréquence ! =
1 (nombre d’oscillations par seconde), c’est une périodicité temporelle. T

• Une longueur d’onde ! (distance parcourue pendant le temps d’une oscillation), c’est une périodicité spatiale. Comme la fréquence est aussi le nombre de longueurs d’onde parcourues pendant une seconde, ces trois grandeurs sont liées par la relation :

! = cT =

c "

La vitesse de propagation des ondes électromagnétiques dans le vide est toujours la même. C’est une déterminée avec une grande précision et vaut ! ! " " c = 2,997925.108 m.s-1 . Le champ électromagnétique (E , B ) permet d’interpréter un grand nombre constante universelle qui a été

de phénomènes, notamment en optique (réflexion, réfraction, interférence, diffraction). La description de ces phénomènes électromagnétiques repose sur les équations de Maxwell (qui seront étudiées en PT) telles qu’elles ont été établies à la fin du 19ème siècle. Mais la description continue des ondes électromagnétiques a été incapable d’interpréter certains phénomènes mis en évidence au début du 20ème siècle. Il fallut alors faire appel à une description discontinue, corpusculaire du rayonnement : c’est la théorie des quanta, mise au point par Planck (1900). Dans cette théorie, l’énergie transportée par le rayonnement est quantifiée, chaque « grain » de rayonnement ou photon possédant le quantum d’énergie ! = h " , ! étant la