DERNIÈRE IMPRESSION LE

29 août 2013 à 13:52

Chapitre 12
Physique quantique

Table des matières
1 Les niveaux d’énergie
1.1 Une énergie quantifiée . . . . . . . . . . .
1.2 Énergie de rayonnement émis ou absorbé
1.3 Application . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.4 L’atome de Rutherford et de Bohr . . . . .

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2 Dualité onde-matière
3 Le laser
3.1 Le principe . . . . . . . .
3.2 Émission stimulée . . . .
3.3 Inversion de population
3.4 Amplification . . . . . .
3.5 Propriétés du laser . . .

PAUL MILAN

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P HYSIQUE - CHIMIE . T ERMINALE S

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LES NIVEAUX D’ÉNERGIE

1 Les niveaux d’énergie
1.1 Une énergie quantifiée
Les électrons d’un atome, n’existe que sur certaines orbites autour du noyau.
L’état de la plus basse énergie est l’état fondamental. Chaque atome possède donc des niveaux d’énergie quantifiés. Chaque niveau a une énergie déterminée qui dépend de son rang n, et de la nature de l’atome. n est appelé nombre quantique principal.
Notons que si n augmente, l’orbite de l’électron augmente comme n2

Energie (eV)

Ci-contre les niveaux d’énergie de l’atome d’hydrogène.

0
−0, 85
−1, 51

n=∞ n=4 n = 3 3e couche M

−3, 39

n = 2 2e couche L

−13, 6

n = 1 1re couche K

Pour l’atome d’hydrogène, l’énergie En (en eV) de chaque niveau est donné par :
En =

−13, 6 n2 1 eV = 1, 6 × 10−19 J

avec

• Pour n = 1, état fondamental : E1 = −13, 6 eV
• Pour n = 2, 1er état existé : E2 = −3.39 eV

1.2 Énergie de rayonnement émis ou absorbé
Un électron peut absorber un photon (quanta d’énergie) pour passer de l’état i à un état supérieur j.