désexcitation d'un électron

[zac]

Un électron excité se désexcite-t-il immédiatement? cela semble être le cas quand on chauffe un objet "à rouge" puisque de la lumière rouge est émise. Par contre quand on observe un spectre d'absorption, il y a bien eu excitation d'un atome puisque des raies manquent, mais l'atome ne s'est pas déséxcité immédiatement sinon la raie manquantes aurait été aussitôt remplacée par la lumière émise lros de la désexcitation.
Alors, qu'est-ce qui fait qu'un électron se désexcite?

[Floris]

Il me semble que l'on parle de temps de relaxation, c'est le temps que va mettre l'atome à se déséxiter. Mais je n'en sait plus.
Cordialement
Flo

[Coincoin]

Salut,

mais l'atome ne s'est pas déséxcité immédiatement sinon la raie manquantes aurait été aussitôt remplacée par la lumière émise lros de la désexcitation.

Cet argument ne marche pas car la lumière peut être réémise dans d'autres directions... mais tu as quand même raison ! L'état excité a un certain temps de vie, qui est de l'ordre de la microseconde.
L'atome peut se désexciter de deux manières : par émission stimulée, en recevant un photon de la bonne longueur d'onde, l'atome en émet un autre identique en se désexcitant, c'est à la base du laser ; ou bien plus couramment, par émission spontanée, l'atome émet un photon et se désexcite spontanément, avec une certaine loi de probabilité au cours du temps (un peu comme pour la désintégration d'un noyau radioactif)

[le géant vert]

la désexcitation n'est en effet pas vraiment imédiate mais le temps de relaxation d'un atome excité est (en général car ce n'est pas le cas par exemple dans le phénomène de phosphorescence) très court et totalement imperceptible pour l'oeil. On peut donc dire que dans les phénomènes qui t'intéressent l'atome excité revient dans son fondamentale quasi instantanément. Dans un spectre d'émision on a le mécanisme: je chauffe donc j'excite (je viens de la trouver celle là) et désexcitation quasi immédiate dans toute les directions (pour
évaquer la grande quantité d'énergie reçue) ce qui produit des raies dans le cas d'un gaz chaud et un spectre continu dans le cas d'un solide (à cause des nombreuses intéractions dans le cristal).
Dans le cas de l'absorption c'est pareil. On envoie une grande quantité d'énergie. La plupart des longueurs d'ondes traversent le gaz ni vue ni connu quelque une produisent un phénomène d'excitation est sont ensuite réémise dans toutes les direction (on dit qu'elles sont diffusée). Sur le spectre on ne trouve qu'une très petite partie de l'énergie initiales. On a donc des raies noires d'absorption qui sont en fait des raies sombres.

[le géant vert]

Salut,
Cet argument ne marche pas car la lumière peut être réémise dans d'autres directions... mais tu as quand même raison ! L'état excité a un certain temps de vie, qui est de l'ordre de la microseconde.
L'atome peut se désexciter de deux manières : par émission stimulée, en recevant un photon de la bonne longueur d'onde, l'atome en émet un autre identique en se désexcitant, c'est à la base du laser ; ou bien plus couramment, par émission spontanée, l'atome émet un photon et se désexcite spontanément, avec une certaine loi de probabilité au cours du temps (un peu comme pour la désintégration d'un noyau radioactif)

dsl croisement de réponse simultanée!!!
Pour compléter le post de coincoin: Il existe en ce moment des recherches qui sont fait sur des lasers à impulsions dont les temps de relaxation sont de l'ordre de la femtoseconde (10^-15)!!!

[Coincoin]

L'état excité a un certain temps de vie, qui est de l'ordre de la microseconde.

En fait, la microseconde, c'est déjà un état plutôt stable... sinon c'est plus en nanosecondes qu'il faut compter...

Il existe en ce moment des recherches qui sont fait sur des lasers à impulsions dont les temps de relaxation sont de l'ordre de la femtoseconde (10^-15)!!!

Effectivement, on fait des lasers avec des impulsions de l'ordre de 10 fs (le record est à 5, et commercialement on trouve des 10). Mais ce n'est pas vraiment un "temps de relaxation". A ma connaissance (toute fraîche ), ces lasers sont à modes synchronisés : il existe un très grand nombre de modes qui ne sont en phase qu'à des instants très précis. Donc la plupart du temps on a quasiment rien, sauf à ces instants précis où tous les modes forment une impulsion gigantesque, ce qui donne des impulsions très courtes avec des puissances crêtes phénoménales... mais je crois que je m'écarte du sujet...

[Floris]

Bonjour, deux question à vous soumettre. La première existe t'il une relation permettant d'exprimer le temps de relaxation?

Aussi, pour la fluoressance, le temps de relaxation est très lent, d'après ce que j'ai pu lire. Ma question est donc la suivante, un matériaux fluoressant reçois un flash donc une certaine quantité de photon pendant le temps du flash, de suite, lors de son prosessus de réémission, il doit réémettre la même quantité de photon non?

Merci encore à vous.
Bien amicalement
Flo

[le géant vert]

Réponse coincoin: je suis d'accord avec toi pour les impulsions. J'ai peut être un peu extrapolé émission pendant des périodes très brève = temps de relaxation très court ... c'est vrai que ce n'est pas évident a priori. qqn nous viendra peut être en aide...

Réponse floris.
Le phénomène de fluoréscence ne doit pas etre confondu avec la phosphorescence.
Le première est par exemple ce qui se passe en boite quand de la lumière "noire" (à UV en fait) vien frapper les T shirt blanc. Le T shirt recoit dans l'UV puis suite a une transition électronique dite non radiative tombe sur un 2e niveau qui va ensuite réémettre avec une autre longueur d'onde dans le visible. Dans c'est cas là les tps de relaxation sont très court aussi.
Les trucs qui brillent dans la nuit sont phosphorescents et c'est là que les chose se gâtent . ça transit de partout ça passe d'un niveau à l'autre pas effet tunnel bref.....c'est cho

[Floris]

Merci pour ta réponse. Je vois un peut plus claire. Ceci dit, puisque le vetement renvoit du bleu, ou est passé l'énergie restante?
Bien amicalement
Flo

[sabc76]

quand on chauffe un objet "à rouge" puisque de la lumière rouge est émise.

bonjour
il s'agit là d'une émission radiative. La termpérature du métal est donnée par le nombre de collisions molécule-molécule dans le métal. (plus il y a de collisions, plus T est grande). Le métal chauffé à rouge (ou à blanc) émet des photons provenant de ces collisions d'atomes dans le métal. c 'est du rayonnement thermique.


Maintenant, l'émission d'un photon se fait par transition d'un électron d'un état excité à un autre avec une longueur d'onde spécifique. En fonction de la différence d'énergie entre les deux niveaux : (DeltaEnergie=cstePlanck*vites selumièredansvide/couleur ie E2-E1=hc/lambda).

En spectroscopie, geantvert résume bien le truc.

Pour le temps de relaxation (ou durée de vie d'un atome dans l'état excité) cela dépend fortement du niveau d'énergie considéré. Et du dispositif (type de solide, application ou pas d'un champ magnétique, électrique,....)

Et enfin dans le cas du laser, on a une émission stimulée (l'apport d'un photon déclenche l'émission de deux photons en réalité, au lieu de 1 dans la spontanée _ je crois ) mais en plus, avec une inversion de population; ce qui signifie qu'on a plus de particules dans l'état excité que dans l'état stable.

La phosphorescence, c'est un cas où les électrons restent piégés très longtemps sur les niveaux excités après leur excitation, et la fluorescence, c'est une émission quasi instantanée (dès l'excitation ou après un temps de l'ordre de 10-8s). et pour ceux que ca intéresse, la luminescence, c'est du rayonnement électromagnétique (émission de lumière) dans le domaine du visible. (les longueurs d'onde vont de 0.4 à 0.8 µm environ).

j'espère avoir pu aider _ avoir été compréhensible / faites des études de physique!!!

[sabc76]

bonjour / floris
un vetement qui renvoie du bleu renvoie lambda entre 610 et 659 nm...
La lumière blanche incidente sur le vetement contient toute la gamme des longueurs d onde du visible (0.4 -0.6 µm) et les absorbe toutes SAUF le bleu (610 -659 nm) qu'elle réfléchit et que ton oeil reçoit.
est ce là l'energie "restante" que tu cherches ?

[Razouk]

Il me semble que l'on parle de temps de relaxation, c'est le temps que va mettre l'atome à se déséxiter. Mais je n'en sait plus.
Cordialement
Flo

Il existe une relation qui nous permet de détermener le temps de relaxation.
à laide d'un flach, on enregistre l'intensité émit d'un matéraiux éxcité en fonction de temps, on obtient donc une courbe exprime la relation suivante: I = I0exp(-t/T), avec Io c'est l'intensité maximale à t = 0 et T c'est le temps dont lequel l'électron reste dans l'état excité, il est de l'ordre de 2.10-7 s.
amicalement

[Coincoin]

ou est passé l'énergie restante?

Pour la fluorescence, l'atome se désexcite d'abord de manière non-radiative, c'est-à-dire qu'il perd un peu d'énergie sous forme thermique, puis ensuite il réemet un photon de plus faible énergie que le photon absorbé. C'est très rapide. Pour la phosphorence, c'est plus compliqué, c'est plus ou moins la même chose sauf que ça passe par des états différents et que les temps de vie de ces états sont beaucoup plus longs (la phosphorence peut dure plusieurs secondes).

J'ai peut être un peu extrapolé émission pendant des périodes très brève = temps de relaxation très court ...

Pour moi, le temps de vie, ça serait dans le cadre de désexcitation par émission spontanée alors que dans les lasers à impulsions c'est l'émission stimulée qui force la désexcitation. Donc je ne sais pas si on peut encore parler de durée de vie du niveau... C'est pas évident.

[Floris]

Et enfin dans le cas du laser, on a une émission stimulée (l'apport d'un photon déclenche l'émission de deux photons en réalité, au lieu de 1 dans la spontanée _ je crois ) mais en plus, avec une inversion de population; ce qui signifie qu'on a plus de particules dans l'état excité que dans l'état stable.

Bonjour, à tous, merci pour vos réponses. Par contre une question encore, quand tu parle de l'émission de deux photon, ces à dire que l'électron exité émet deux photon à la fois, cela à donc un rapport avec la constante de structure fine non? Est tu certain?
Bien amicalement
Floris

[sabc76]

re-salut ...
bon, je dispose de 2 infos qui sont peut etre complémentaires et dont l'association ne m'est pas évidente.
2 choses:
- constante de strucure fine : je sors un bouquin, je tombe sur les niveaux d'énergie de l'hydrogène _ alpha cste struct.fine déf. comme un rapport entre la vitesse orbitale de l'electrons sur la première orbite de Bohr (...) et la vitesse de la lumière c. constante caractérisitique des interactions électromagnétiques. Donc ton hypothèse de rapport entre la désexcitation et alpha m'apparaît comme possible. Sans que je puisse donner une explication plus précise. (St Bohr, à l'aide!)
- je parlais en particulier du cas de l'émission stimulée dans un laser, qui dans mon cours est décrite comme liée à l'apport d'un photon qui déclenche une émission spontanée et le photon émis spontanément déclenche (sans disparaître lui même) l'émission d'un autre photon de même fréquence, polarisation, direction, phase.

3e chose, certain(e) de quoi précisément j'aimerais comprendre la question. certaine de ce j'ai cru comprendre dans mon cours, à peu près, oui (60% env.). + clairement???

4e chose, enfin, dans ma réponse précédente, il s'agissait le milieu absorbant les longueurs d'onde est bien sûr le vêtement (petit oubli, la vieillesse sans doute)

A part ca coincoin /
en ref à mon cours de laser, temps de vie, temps caractéristique ou duree de vie du niveau sont des choses qui se disent et se valent pour la désexcitation du niveau excité.( ca je le pense certain à 99%)

bon courage / corrigez moi si