émission électromagnétique

[invitec2a3307d]

Un atome émet une onde électrormagnétique lorsque qu'un des ces électrons appartenant à une orbitale haute (par exemple la couche M) saute sur une orbitale plus basse (par exemple la couche L) pour remplacer un électron perdu par cette dernière lors d'un phénomène d'ionisation quelconque . Ma question est donc la suivante : comment est-il possible d'arracher des électrons d'une couche inférieure AVANT d'arracher ceux appartenant aux couches supérieures, étant donné que l'énergie de liaison du cortège électronique croit à mesure que l'on descend vers le noyau ? En d'autres termes comment une couche L peut-elle être ionisée avant une couche M attendu que les électrons de la couche L sont plus fortement liés que ceux de la couche M ? Comment se phénomène se traduit-il par exemple au niveau des atomes d'un filament un tungstène d'une ampoule à incandescence ?

Merci d'avance
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[doul11]

Bonjour,

L'émission d'onde électromagnétique est un phénomène macroscopique, un atome va émettre des paquets d'onde de façon quantifié, c'est a dire des photons, pour exciter un électron il faut envoyer un photon de la bonne énergie, suivant la couche l'électron ne peut "attraper" que les photon de l'énergie qui correspond a la couche. Si l'énergie est trop grande ce n'est plus les électrons que l'on va exciter mais directement le noyaux !

Comment se phénomène se traduit-il par exemple au niveau des atomes d'un filament un tungstène d'une ampoule à incandescence ?

Ce n'est pas la même chose, les électrons ne changent pas de couches, l'émission est due a l'agitation thermique : ce genre d’ampoule chauffe plus qu'elle éclaire !

[invite60be3959]

Bonjour,

Un atome émet une onde électrormagnétique lorsque qu'un des ces électrons appartenant à une orbitale haute (par exemple la couche M) saute sur une orbitale plus basse (par exemple la couche L) pour remplacer un électron perdu par cette dernière lors d'un phénomène d'ionisation quelconque . Ma question est donc la suivante : comment est-il possible d'arracher des électrons d'une couche inférieure AVANT d'arracher ceux appartenant aux couches supérieures, étant donné que l'énergie de liaison du cortège électronique croit à mesure que l'on descend vers le noyau ? En d'autres termes comment une couche L peut-elle être ionisée avant une couche M attendu que les électrons de la couche L sont plus fortement liés que ceux de la couche M ? Comment se phénomène se traduit-il par exemple au niveau des atomes d'un filament un tungstène d'une ampoule à incandescence ?

Merci d'avance

Il est tout à fait possible que par exemple, un électron incident de grande énergie(telle que pc>mc²) "traverse" la couche M sans rencontrer d'électron et arrache à l'atome un électron de la couche L. Le cortège électronique se réorganise alors en émettant des rayons X(fluorescence X). Cela peut se produire également pour les électrons les plus interne au cortège, c-à-d ceux de la couche K. En résumé les électrons des couches supérieures ne forment pas une barrière impénétrable. En ce qui concerne les lampes à incandescence classiques, pour qu'il y ai émission de lumière, il faut forcément que des électrons changent de couches électroniques, sinon il ne se passerai rien. Cependant une bonne partie de l'énergie incidente(flux d'électron du courant électrique) est transformée sous forme de chaleur (vibration des atomes du métal autour de leur position d'équilibre). Ici, il n'y a pas ionisation, mais changement de couche électronique. La lumière émise est alors beaucoup moins énergétique que les rayons X et fait principalement partie du spectre visible. Par contre certaines lampes halogènes peuvent émettre un proportion non-négligeable de rayonnements ultraviolets(plus énergétiques). Il est alors placé un verre(ou une matière plastique) spéciale ayant pour fonction d'absorber ses rayons nocifs.

[LPFR]

Bonjour.
doul11 a raison. L'émission de "corps noir" d'un filament chaud n'a rien à voir avec des orbitales ni des couches atomiques. C'est bien l'agitation thermique.
Pour avoir d'émission de lumière, on n'a pas besoin que des électrons changent de couche électronique. Par exemple le rayonnement synchrotron est fait par des électrons accélérés par un champ magnétique.
Et pour d'autres ondes électromagnétiques, comme les ondes radio oui les rayons X, à nouveau des électrons accélérés suffissent.
Au revoir.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite60be3959]

L'agitation thermique n'explique rien en soit. Je n'ai pas le temps donc je vous renvoie à la littérature sur le sujet.
D'autre part l'auteur de ce fil, parlait clairement de l'émission de rayonnements provenants des électrons au sein d'un atome, et non d'électrons non-liés. C'est un peu trop facile de contredire quelqu'un en prenant un système physique complètement différent ! Enfin, un ton arrogant ne vous donnera pas plus de crédibilité. Autant l'éviter donc.

[doul11]

Si la majorité de la lumière était due a des changement d'orbites ou aurait des raies bien visibles, ce qui n'est pas le cas, on a bien un spectre de corps noir, spectre qui est indépendant de la matière du corps, c'est bien ce que dit la loi de Planck, c'est le rayonnement lui même qui est quantifié, pas les niveau d'énergie du corps, niveau d'énergie certes discret mais tellement nombreux est rapprochés que l’on peut considérer le spectre continu, une des questions de départ étant :

Comment se phénomène se traduit-il par exemple au niveau des atomes d'un filament un tungstène d'une ampoule à incandescence ?

sur ce point on ne peut pas considérer seulement un atome, il faut voir qu'il y a un très grand nombres d'atomes en jeux.


voir -> Spectre de diverses ampoules

[invitec2a3307d]

xxxxxxxxxx

[invitec2a3307d]

Merci a Vaincent, c'est exactement la réponse que j'attendais . Apparemment vous êtez le seul avec bien compris ma question

[invitec2a3307d]

Bonjour à tous,
nous savons que tous corp chauffé émet une onde électromagnétique allant de l'infrarouge au bleu à mesure que la tempérarture augmente ? Ce phénoméne est l'expression d'une vibration des atomes , mais qu'ententons exactement par "vibration", est-ce une transition de niveau d'énergie des électrons comme pour la fluorescence ou bien un autre mécanisme? Peut-on expliquer quantiquement comment une vibration atomique peut générer une onde électromagnétique?
Merci d'avance.

[coussin]

Les atomes d'un solide sont arrangés soit en réseau cristallin (les métaux par ex.) soit en réseau amorphe (les verres par ex.). Quel que soit ce réseau, les atomes ont donc une position bien définie et n'en bouge pas (au contraire des gaz et des liquides). Par contre, ils vibrent autour de cette position d'équilibre et c'est ça la température
Les températures raisonnables ne font pas intervenir de transitions électroniques, les ordres de grandeur des énergies mises en jeu sont bien trop différents. Pour des températures plus élevées, on peut commencer à faire des transitions électroniques. Pour des températures extrêmes, on excite tellement les électrons qu'ils se barrent de leur atome respectif : c'est la transition vers la phase plasma (bien avant ça, on passe de toute manière par les phases liquide et gazeuse)

[Deedee81]

Salut,

Les mécanismes en jeu sont :
- les transitions électroniques (T >>>, voir le message de coussin)
- les vibrations moléculaires (à toute température dans les solides, habituellement à T assez élevée dans les gaz non monoatomiques)
- les rotations moléculaires (dans les gaz, typiquement température ambiante, molécules dissymétriques)
- les translations (dans les gaz, toutes températures)

Les vibrations, rotations et translations sont tout aussi quantifiées que les transitions électroniques. On peut relever les spectres correspondant (pour les translations il faut un tout petit volume, sinon le nombre d'états est trop grand et le spectre continu). Typiquement : http://fr.wikipedia.org/wiki/Spectroscopie_Raman

Les vibrations dans une molécule dipolaire (par exemple H2 dans un gaz d'hydrogène) sont des oscillations des deux atomes autour de leur centre commun.

[invitec2a3307d]

Oui mais cela n'explique pas comment ces virbrations et rotations moléculaires générent un rayonnement électromagnétique? Comment le mouvement moléculaire ou atomique peut-il produire des ondes électromagnétique?

[coussin]

Une transition électronique n'est pas le seul moyen pour produire une onde EM. Il suffit de charges qui bougent pour produire une onde EM. C'est l'élément qui te manque je pense

[Amanuensis]

Plus précisément de charges qui accélèrent. Ce qui est le cas pour les mouvements de vibration et de rotation. Et c'est aussi le cas lors de chocs pour les degrés de liberté en translation.

[Nicophil]

Bonsoir,

Nous savons que tout corps chauffé émet une onde électromagnétique allant de l'infrarouge au bleu à mesure que la température augmente ?

Pourquoi s'arrêter au bleu ?

[coussin]

C'est vrai que ça s'arrête raisonnablement au bleu aux températures "courantes"
http://et.wikipedia.org/wiki/Pilt:Pl..._log_scale.png
3000 K ou 6000 K, ça ne se rencontre pas tous les jours

[Nicophil]

Comment ce phénomène se traduit-il au niveau des atomes d'un filament en tungstène à incandescence ?

Ce rayonnement électromagnétique est dit thermique car il est dû à l'agitation thermique des molécules.

[invitec2a3307d]

Parce que en dessous de la longeur d'onde du bleu on passe dans le domaine des UV qui sont invisibles à l'oeil nu.

[Nicophil]

Pourquoi commencer dans l'infrarouge alors ?

[Nicophil]

L'important étant de noter la pertinence du modèle ondulatoire pour ce rayonnement UV (de même qu'on peut avoir pertinence du modèle photonique pour un rayonnement IR).