Rayonnement de l'électron sur son orbite

[belette27]

Bonjour à tous,

J'ai deux problèmes à soumettre à votre attention:

1) Je recherche la formule de l'énergie rayonnée par un électron en orbite autour du proton.
J'aurai besoin de cette formule pour l'utiliser avec un électron relativiste et ensuite avec un électron non relativiste.

2)L'atome de Ruterford était prévu pour décrire l'électron en orbite autour du proton.
En effet la force centrifuge de l'électron en orbite équilibrait la force d'attraction électrique.
Or à cette époque on savait déjà qu'un électron en orbite rayonnait de l'énergie. Alors pourquoi n'avait-on pas avancé à l'époque, que l'énergie cinétique de l'électron en orbite équilibrait la force d'attraction électrique ET LA PERTE PAR RAYONNEMENT?????

Merci beaucoup pour vos réponses.
Et à bientôt

[Armen92]

Bonjour à tous,

J'ai deux problèmes à soumettre à votre attention:

1) Je recherche la formule de l'énergie rayonnée par un électron en orbite autour du proton.
J'aurai besoin de cette formule pour l'utiliser avec un électron relativiste et ensuite avec un électron non relativiste.

2)L'atome de Ruterford était prévu pour décrire l'électron en orbite autour du proton.
En effet la force centrifuge de l'électron en orbite équilibrait la force d'attraction électrique.
Or à cette époque on savait déjà qu'un électron en orbite rayonnait de l'énergie. Alors pourquoi n'avait-on pas avancé à l'époque, que l'énergie cinétique de l'électron en orbite équilibrait la force d'attraction électrique ET LA PERTE PAR RAYONNEMENT?????

Merci beaucoup pour vos réponses.
Et à bientôt

1) La formule de Larmor donne la puissance rayonnée par une charge accélérée :

2) L'énergie cinétique est une énergie, pas une force, et ne peut donc rien "équilibrer" du tout. La perte par rayonnement est inévitable dès que la charge est accélérée, ce qui est le cas quand elle a un mouvement confiné.
A l'époque de Rutherford, on avait conscience du problème, mais pas de solution

[belette27]

Merci pour la réponse, mais ne manque t'il pas le rayon dans ta formule??
Et cette formule est-elle valable pour un électron relativiste?

En 2 j'aurai du écrire : Pourquoi n'avait-on pas avancé à l'époque, que la force centrifuge de l'électron en orbite, équilibrait la force d'attraction électrique et la perte par rayonement(en pensant que l'énergie par rayonnement est une force multipliée par une distance)
Merci pour tes prochaines réponses.

[Armen92]

Merci pour la réponse, mais ne manque t'il pas le rayon dans ta formule??
Et cette formule est-elle valable pour un électron relativiste?

En 2 j'aurai du écrire : Pourquoi n'avait-on pas avancé à l'époque, que la force centrifuge de l'électron en orbite, équilibrait la force d'attraction électrique et la perte par rayonement(en pensant que l'énergie par rayonnement est une force multipliée par une distance)
Merci pour tes prochaines réponses.

Non, non, il ne manque rien dans la formule de Larmor (qui donne bien une quantité homogène à une puissance). Le rayon de l'obite est caché dans le carré de l'accélération.
Pour le deuxième point : Abraham et Lorentz ont donné une description de la perte par rayonnement en terme d'une force de freinage (force d'Abraham-Lorentz). Malheureusement, leur description viole le principe de causalité (voir par exemple, Aslangul, Mécanique quantique, chapitre 1).

[LPFR]

...ET LA PERTE PAR RAYONNEMENT?????

Bonjour.
Ça pose un problème?
Rien de plus simple: on postule qu'un électron en orbite ne rayonne pas.
C'est cela que Bohr fit.
Et c'est pour cela (et parce, sorti de l'hydrogène, il ne fonctionnait pas), que le modèle de Bohr fut abandonné définitivement (sauf par les enseignants du secondaire) en 1926 pour le modèle ondulatoire de de Broglie.
Au revoir.

[Deedee81]

Salut,

ne manque t'il pas le rayon dans ta formule??

Non, il est implicitement contenu dans l'accélération (le v dot).

Et cette formule est-elle valable pour un électron relativiste?

Il y a peut-être un gamma qui doit être rajouté, je ne sais plus. Je vais laisser Armen répondre.

En 2 j'aurai du écrire : Pourquoi n'avait-on pas avancé à l'époque, que la force centrifuge de l'électron en orbite, équilibrait la force d'attraction électrique et la perte par rayonement(en pensant que l'énergie par rayonnement est une force multipliée par une distance)

La force centrifuge est une force fictive qui n'existe que dans le référentiel de l'électron et ajoutée pour compenser le fait que ce référentiel n'est pas inertiel.

Par construction, elle est donc toujours égale et opposée à la force centripète (l'attraction par le noyau).

En outre, la force centripète ainsi que la force centrifuge sont perpendiculaires à la trajectoire et le produit scalaire force * distance parcourue vaut toujours 0, c'est une force qui ne travaille pas. (si l'orbite est circulaire, mais avec une ellipse ça change de signe toutes les demi-orbites, donc ça ne change rien).

Enfin, l'énergie de rayonnement est de nature électromagnétique, elle ne vient pas d'une force appliquée mais elle crée bien une force en réaction.... qui freine l'électron ! Cette force vient en sus des forces centripètes et centrifuges.

Maintenant si tu avais une force autre qui est légèrement inclinée sur la trajectoire et "tire" l'électron pour compenser son ralentissement (dû au rayonnement) il faudrait encore trouver : d'où vient cette force, pourquoi compense-t-elle comme par hazard exactement le rayonnement et d'où vient l'énergie qu'elle fournit à l'électron ?

Enfin, ça n'expliquerait toujours pas pourquoi des atomes stables ne rayonnent pas spontanéments ! On n'a jamais rien observé de tel. Entant entendu que le rayonnement thermique ne correspond pas du tout au rayonnement calculé pour une telle charge en rotation.

[Armen92]

Et cette formule est-elle valable pour un électron relativiste?

Je ne sais plus. Il faudrait chercher dans Jackson ou Landau.
Quoi qu'il en soit, un tel raffinement me paraît sans aucune pertinence physique : depuis plus de 80 ans, on a appris à vivre en se disant que l'électron n'a pas d'orbite (voir l'introduction prémonitoire du papier fondateur de Heisenberg en 1925).

[isozv]

Voici la version relativiste après 30 pages de longs développements dans la littérature...

[Deedee81]

Salut,

Voici la version relativiste

J'ai bien fait de me méfier. Merci Isozv,

[FC05]

Bonjour.
Ça pose un problème?
Rien de plus simple: on postule qu'un électron en orbite ne rayonne pas.
C'est cela que Bohr fit.
Et c'est pour cela (et parce, sorti de l'hydrogène, il ne fonctionnait pas), que le modèle de Bohr fut abandonné définitivement (sauf par les enseignants du secondaire) en 1926 pour le modèle ondulatoire de de Broglie.
Au revoir.

Les "enseignants du secondaire" ne font qu'appliquer le programme, et c'est pour ça qu'on les paye. Moi j'appelle ça "manquer lamentablement sa cible" ...

[LPFR]

Les "enseignants du secondaire" ne font qu'appliquer le programme, et c'est pour ça qu'on les paye. Moi j'appelle ça "manquer lamentablement sa cible" ...

Les enseignants du secondaire ne sont pas obligés de présenter le modèle comme s'il était valable et utilisé.
Ils peuvent l'enseigner es disant que c'est dans le programme mais qu'il n'est plus utilisé que dans l'enseignement secondaire.
Je pense que le problème est que eux mêmes ne sont pas au courant.

[FC05]

Je pense que le problème est que eux mêmes ne sont pas au courant.

Maintenant tu passes aux insultes ...

J'ai regardé le programme de seconde, car je ne l'ai plus fait depuis fort longtemps. On ne parle pas du modèle de Bohr. Après tu peux raconter ce que tu veux.

ftp://trf.education.gouv.fr/pub/edut...que-chimie.pdf

PS : il date de 2001 ...

[Deedee81]

Salut,

Allons, allons, ne pas être au courant n'est pas insultant

Quand j'ai fait mes secondaires, j'ai eut des profs de physique très callé et un autre qui était obligé de lire le cours pour l'enseigner (on posait des questions exprès pour ennuyer le prof car on savait qu'il ne saurait pas répondre , on est méchant à cet age là).

Par contre je n'ai eut que des cracs en chimie et en math (sauf une stagière qui pffffff.... mauvais souvenir)

En tout cas en Belgique, c'est en première année de fac que j'ai appris ce modèle, dans le cours de physique chimie.

Là aussi c'est dans le programme, évidemment.

Mais on passe bien en revue les limites et améliorations, avec une petite remarque amusée du prof à la fin "tout ce que vous venez d'apprendre est faux"

[Astérion]

Bonjour,

Les "enseignants du secondaire" ne font qu'appliquer le programme, et c'est pour ça qu'on les paye. Moi j'appelle ça "manquer lamentablement sa cible" ...

En quoi est-ce manquer sa cible?

Maintenant tu passes aux insultes ...

A mon humble avis, ce n'est pas une insulte.. d'ailleurs, il n'est pas faux de dire que certains pensent encore que ce modèle est justifié...alors qu'il n'a une validité très limitée...

J'ai regardé le programme de seconde, car je ne l'ai plus fait depuis fort longtemps. On ne parle pas du modèle de Bohr. Après tu peux raconter ce que tu veux.

En tout honnêteté et sans méchanceté, tu devrais le regarder plus en détail à nouveau et lire entre les lignes, notamment:
pa ge 16: on y parle du "modèle de l'atome" (avec détails donnés dans le tableau). On pourrait dire mais pas seulement du modèle de Bohr mais en même temps quand le programme parle dans les commentaires de :

" il est judicieux de faire des changements d’échelle illustrant l’ordre de grandeur des rayons du noyau et de l’atome (mettant en évidence la structure lacunaire de la matière)."
Si ce n'est pas faire référence au modèle planétaire de l'atome...
l'orbitale 1s de l'atome d'hydrogène est "sphérique" avec une répartition radiale de probabilité non nulle sur le noyau et autour...
Comment peut-on parler de structure lacunaire entre le noyau et l'atome sans évoquer des orbites comme dans le modèle de Bohr?

"Le modèle des cases quantiques ou un modèle analogue n’est pas utilisé,
de même que les représentations de Lewis des atomes avec les électrons associés en doublets. Ceci n’induit pas de représentations erronées
de la répartition spatiale et de l’énergie des électrons autour d’un atome.
"
Si on peut pas parler de celà... comment représenter graphiquement les couches K,L,M? bah à l'aide d'orbite circulaire comme j'ai vu ou des élèves voient quand ils apprennent la structure de l'atome.... référence au modèle de Bohr
C'est pourtant une "image faussée" contrairement à ce que disent les commentaires...

A plus.

Remarques: je ne sais plus comment se développe le modèle microscopique de l'atome en première et terminale scientifique, mauis à mon avis... ça risque de partir sur le modèle de Bohr...

[FC05]

J'ai repris un bouquin de seconde de 1987 ... physique-chimie, collection Eurin-Gié p.250.

Après vous pouvez toujours continuer à raconter vos souvenirs d'anciens combattants.