Bonsoir tout le monde !
Je voudrais votre aide concernant des questions auxquelles je n'arrive pas à trouver de réponse...
Peut-on attribuer un vitesse à un électron circulant autour d'un noyau atomique ?
Si oui, de quoi dépend cette vitesse (atome considéré, énergie de liaison de l'e-...) et avez-vous des ordres de grandeurs à me donner ?
Merci à tous !
Salut,Envoyé par Tryonisos
Bonsoir tout le monde !
Je voudrais votre aide concernant des questions auxquelles je n'arrive pas à trouver de réponse...
Peut-on attribuer un vitesse à un électron circulant autour d'un noyau atomique ?
Si oui, de quoi dépend cette vitesse (atome considéré, énergie de liaison de l'e-...) et avez-vous des ordres de grandeurs à me donner ?
Merci à tous !
Ba tu peux t'amuser à calculer la valeur moyenne de l'opérateur P² et puis tu fais la racine carré et tu divises par la masse de l'électron. Le faire avec l'orbitale 1s et une 2p de l'atome d'hydrogène te donnera un bon ordre de grandeur je pense.
Merci pour cet élément de réponse.
Tu n'aurais pas par hasard des valeurs chiffrées de l'opérateur P² ? Ca n'a pas l'air évident à trouver...
Bonjour
tu peux estimer (je dis bien estimer...) cette vitesse pour l'atome d'hydrogène par exemple
l'énergie de l'atome au repos dans son état fondamental est de -13.6 ev
d'après le théorème du viriel l'énergie cinétique du système est de 13.6ev
si le noyau est au repos, cette énergie est portée par l'électron.
comme 1ev fait 1.6 10-19 joules
on a v=(2*13.6*1.6 10-19/(9.11 10-31))1/2
soit v=2.2 106 ms-1
Bonjour.
Vous pouvez calculer la vitesse de l'électron dans le modèle de Bohr: force centripète = force électrostatique. Et vous trouverez des vitesses de l'ordre de grandeur de celle indiquée par Philou.
Manque de chance, le modèle de Bohr à été abandonné (sauf par les enseignants) depuis 1928.
Et maintenant, dans aucun modèle utilisée, l'électron ne tourne autour du noyau. Donc, calculer la vitesse de l'électron dans un atome n'a aucun sens.
Rédigé autrement, l'électron dans un atome est une nuage qui entoure le noyau. Il ne tourne pas et n'a pas de vitesse.
Au revoir.
L'électron est ponctuel, ce n'est pas un nuage...(image reprise trop souvent par les enseignants)
Cet électron a une quantité de mouvement dont on peut calculer la valeur moyenne.
Ce n'est quand même pas tout à fait vrai. Le courant de probabilité tend à remplacer en MQ le concept de vitesse et permet de se faire une idée de ce qui se passe "réellement". L'exemple super usuel est que pour l'orbitale 1s la densité de courant est radiale alors qu'elle tourne pour les orbitales p ce qui est en accord avec L²<->l(l+1).
Par ailleurs, dans des états de Rhydberg, l'atome est relativement bien représenté par le modèle de Bohr, il n'est donc pas obsolète mais fonctionne lorsque les orbites sont quasi-circulaires (ce qui est le cas des etats de Rh.).
BonjourL'électron est ponctuel, ce n'est pas un nuage...(image reprise trop souvent par les enseignants
Cet électron a une quantité de mouvement dont on peut calculer la valeur moyenne.
ponctuel, ça reste encore à prouver.
Pour ma part, si j'ai bien suivi le film de la MQ, un électron serait plutôt comme une grosse bulle d'eau savonneuse, le point il est là où on la touche.
Si on ne la touche pas, ça fait pas mal de points à visiter...
L'electronique, c'est fantastique.
Bonjour,
Imaginons dans l'ancien modèle de Bohr un electron tournant à la vitesse calculée par philou21,qu'il y ait une masse ponctuelle ou répartie en "nuage" , bulle ou autre représentation.
Toute masse en rotation autour d un axe provoque un effet gyroscopique.
Prenons le cas d'un aimant relativement puissant et large pour créer un couple conséquent . si mes souvenirs sont bons 10 % des électrons de la couche S , dans ce modèle tournent dans le sens perpendiculaire au champ magnétique. Je pense que c'est suffisant pour être mesurable . hors je viens de faire le test et il n y a pas d'effet gyroscopique mesuré .
donc soit ce modèle est faux<= , soit l'effet gyroscopique est trop faible pour être mesuré avec mes outils.
Quel est votre avis ?? ceci peut il être cité en exemple pour démontrer que l électron n'est pas une masse en rotation ?
Bonjour.
Je ne sais pas ce que vous avez fait comme manip, mais la résonance paramagnétique électronique existe bien.
Au revoir.
Bonsoir,
Encore plus simple :
Cordialement.
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
Bonjour,
Pour l'estimation de la vitesse d'un électron, si cela a un sens, ne pourrait-on pas obtenir un bon ordre de grandeur avec la relation d'incertitude de Heisenberg ?
Et on prend pourl'ordre de grandeur du diamètre atomique.
Sans le 2 et en prenant le rayon de Bohr, on retombe sur le résultat donné par Philou21 et par moi.
avec
Cordialement.
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
Merci.
En fait, j'essaye de calculer des ordres de grandeur "à la De Gennes", donc un facteur 2 ou 3 n'a pas grande importance dans ce cas là.
D'ailleurs, quand un physicien dit "exact à un ordre de grandeur près", il faut comprendre "faux"
Salut,
ExcellentD'ailleurs, quand un physicien dit "exact à un ordre de grandeur près", il faut comprendre "faux"
Est-ce qu'un camion de 3 m (de haut) peut passer sous un pont de 2 m de haut. Oui, aux incertitudes près.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Bonjour,
C'est bien comme cela que je l'avais compris.
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
Bonjour, après avoir lu ce poste j’ai l’impression qu’il n’y a pas vraiment eu de réponse. si tant est qu’il est possible d’en donner… ^^
Mais avant tout, quelque chose d'autre me préoccupe.
je suis conscient du « nuage » matérialisé par un volume de densité de probabilité de présence de l’électron (ouille ça fait beaucoup de « de »).
Mais cette incertitude est-elle la simplement parce que l’élection apparait et disparait à une fréquence infiniment petite n’importe où dans ce volume ou est-ce sa nature quantique qui le fait déplacer instantanément dans ce volume dès qu’on veut le localiser ?
Salut,
Ni l'un ni l'autre. Il est réellement délocalisé (c'est du moins ce que dit la théorie très bien validée par l'expérience). Il ne faut surtout pas voir l'électron comme un petit corpuscule qui serait quelque part autour de l'atome. Il est tout et partout.
Une meilleure image est celle d'une onde. Prend une vague dans la mer et qui fait, disons, deux mètres de long. Tu ne vas pas chercher une petite zone de 1 mm² où serait située la vague. Elle prend plus de place que ça.
L'électron c'est la même chose.
Ceci dit, on peut quand même lui attribuer une quantité de mouvement (ou une vitesse) et un moment angulaire. Avec une indétermination (imagine une vague qui se disperse dans tous les sens, quelle est sa vitesse et la direction de celle-ci ?).
Pour un électron dans l'état de base s (par exemple pour l'hydrogène "au repos") l'électron n'a pas de moment angulaire. Il a un spectre une quantité de mouvement mais je ne la connais pas (et ça me prendrait trop de temps pour le calculer).
Question collégiale :
Est-ce que qu'un ici connait le spectre dans la base quantité de mouvement d'un électron dans l'état s de l'hydrogène ?
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Merci pour cette réponse ! Cela répond à certaines autres de mes questions. J’oublie souvent la difficulté qu’un esprit humain a à visualiser certaines choses… telles que la dualité onde-corpuscule…
Rien à faire, l’idée qu’une « onde » puisse aussi avoir une masse est à la limite de me provoquer un blue-screen.
Serait-il donc plus juste de visualiser l’électron comme quantité d’énergie aillant un comportement différent selon qu’elle est isolée ou composant un atome ? Énergie dont les quelques composantes franchissant notre réalité (ou compréhension) sont vue sous forme de spin, charge électrique, orbite, masse… ?
Il n'y a pas de raison. La masse n'est jamais qu'une propriété comme une autre : comme l'énergie, la vitesse, la charge électrique, le moment angulaire, etc.....Rien à faire, l’idée qu’une « onde » puisse aussi avoir une masse est à la limite de me provoquer un blue-screen
Pourquoi serait-il bizarre qu'une onde ait une masse ?
D'autant qu'il est assez évident qu'une onde puisse transporter de l'énergie : une vibration d'une corde, une vague (alors que la matière, l'eau, par exemple, ne fait que des mouvements de va et vient sur place), ou une série de voitures lors d'une collision en chaine
Et il semble bien que la masse ce ne soit que de l'énergie (selon la bonne vieille relation E=mc²). D'une part, dans un proton, la masse de celui-ci n'est due que pour une toute petite partie due à la masse de ses composants (le reste c'est de l'énergie cinétique interne et de l'énergie de liaison). D'autre part, même la masse propre d'une particule élémentaire semble bien être une énergie de liaison (avec le Higgs, enfin, c'est un peu plus compliqué qu'une simple énergie de liaison, mais on peut le voir comme ça).
Double non.
L'énergie est une propriété différente du spin par exemple.
D'autre part, la séparation "onde -corpuscule" serait plutôt celle-ci (Bohr avait changé après pour une dualité "dynamique - cinématique") :
- un électron qui reste tranquille : électron libre, électron autour d'un atome dans un état de base, a un comportement ondulatoire
- les interactions (collisions, absorption/émission de photons,...) ont un caractère corpusculaire (ponctuel et aléatoire).
EDIT c'est pour ça que je dis souvent, "les particules quantiques sont des ondes non classiques". Non classiques à cause de ces interactions mais aussi parce que pour deux particules, on a.... une seule onde quantique, à 6 paramètres coordonnées. Ce qui n'existe pas avec des ondes classiques (et cela conduit à la fameuse intrication).
On pourrait se demander, comment un électron libre qui est une onde peut se comporter de manière balistique (comme un boulet de canon, c'est comme ça que Thomson a découvert l'électron, en observant ses trajectoires dans un tube à décharges).
Mais ce n'est pas incompatible :
- D'une part, une onde peut très bien avoir une direction bien précise
- Elle peut aussi être bien localisée, tant que la taille du "rayon" est large par rapport à la longueur d'onde (sinon il y a diffraction, l'exemple type étant le rayon lumineux et celui-ci lorsqu'il passe par un trou d'épingle, il se disperse).
(approximation géométrique, en optique, valable aussi en mécanique quantique)
- Même si l'électron est une onde plane (comme un vague arrivant sur une plage, vague qui ferait des kilomètres de large, sur toute la longueur de la plage) on peut calculer que s'il y a une interaction (légère) sur sa trajectoire, alors la probabilité que les autres interactions soient alignées sur une droite est très grande. C'est pour ça que l'on peut observer les trajectoires des particules dans les chambres à brouillards des grands accélérateurs.
(source de cette analyse : Leonard L Schiff, Quantum Mechanics)
EDIT c'est ça l'aspect non classique : la vague, elle, elle va mouiller toute la plage. Pas seulement en un seul point !!!!
Dernière modification par Deedee81 ; 11/07/2014 à 08h54.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Parce que tu as choisis une onde plane comme (mauvais) exemple.
Avec une onde sphérique, on peut avoir un seul point d'émission (la goute d'eau ou le caillou qui tombe.) ou de réception (Pour cet exemple, il faudrait retrouver le fil qui en parlait avec une superbe expérience!)
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
J'ai retrouvé!
Miroir à retournement temporel : http://www.youtube.com/watch?v=MzikrZqCeQc
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
Ben, je voulais expliquer comment le caractère corpusculaire est possible avec une onde plane. Donc, j'ai pris l'exemple d'une onde plane. Ca me semble logique, non ?Parce que tu as choisis une onde plane comme (mauvais) exemple.
Mais on peut prendre aussi l'exemple d'une onde sphérique.
Dans les explications que je donnais, ce n'est pas le point d'émission qui est à discuter mais l'interaction avec la cible, après l'émission. Une vague sphérique (enfin, circulaire plutôt) va aussi frapper la plage sur toute la longueur. Alors qu'un électron équivalent à une onde sphérique (c'est aussi une approximation en fait, tout comme l'onde plane, il y a toujours une certaine collimation) va frapper la cible en un seul point (aléatoire).
C'est en cela que c'est une onde non classique.
Je ne sais pas voir les vidéos. Le retournement temporel c'est magique (j'ai vu des applications géniales pour les sono-graphies médicales et les sonars dans l'océan). On sait le faire avec des particules quantiques ? C'est ce qu'explique/montre la vidéo ? (en théorie je ne vois pas d'objection, ce serait même un joli test des propriétés des particules quantiques).
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Au moins, dans ce cas, le front d'onde n'est pas infini et c'est plus facile d'avoir une idée d'où est localisée cette masse.
L'exemple de la vidéo montre une vague qui se concentre en un seul point.Dans les explications que je donnais, ce n'est pas le point d'émission qui est à discuter mais l'interaction avec la cible, après l'émission. Une vague sphérique (enfin, circulaire plutôt
C'est en cela que c'est une onde non classique.
C'est la vidéo qu'avait donné JulienDuSud ici:
http://forums.futura-sciences.com/ph...-temporel.html
Cordialement.
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
Merci pour vos réponses.
Le problème est qu’il semblerait que je cherche un moyen de « visualiser » l’électron. Je sens que ça va finir comme l’essai de visualisation du champ EM, le constructivisme m’empêche d’accepter le fait qu’on puisse tout à fait interagir et prévoir quelque chose sans pour autant le comprendre à proprement parlé (et que la science elle-même s’en satisfasse).
Même si le sujet est maintenant différent, Puis-je me satisfaire à mon tour en me disant qu’il est impossible à l’esprit humain de visualiser te tels choses tout simplement parce qu’il est fait des mêmes choses, tout comme il nous sera toujours impossible de voir (au sens propre) un atome au microscope car ce microscope est fait d’atome. Nous ne pourrons, par beaucoup d’étape mathématique, que tenter une approximation… ?
Je ne sais pas si c’était clair ^^
Cela tient plus de la philosophie, j’en conviens. Mais à ce niveau je trouve que physique et philo sont indissociables.
Tout dépend de la définition exacte mais on peut tout à fait "voir un atome au microscope" (cf. la discussion sur les pièces à ions).
Voir un atome ne me semble pas poser de problème car on a plus petit pour explorer.
Voir un électron est déjà plus problématique.
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
Ok l’atome n’était pas un bon exemple, plutôt ses "composants"… On ne pourra jamais voir (et quand je dis « voir » c’est presque à l’œil nu, juste avec une suite de lentille et sans aide de l’informatique) les choses dont les moyens de les voir sont fait. Tout comme il me semble impossible de comprendre comment l’esprit et la conscience fonctionnent exactement vu que ce sont eux même nos outils pour cette compréhension… Pour moi c’est le même concept.
C’est un peu fumeux mais ça me semble logique ^^
Bon j’arrête de sortir du sujet de base
Euh... il a été démontré très simplement voilà plus d'un siècle que l'électron ne tourne pas autour du noyau. Si c'était le cas, il créerait un champ magnétique, puisqu'on sait au moins qu'il équivaut à une charge électrique unitaire. Or, un tel "moteur" se déchargerait immédiatement et l'électron tomberait sur un proton.
Il est donc plus raisonnable de voir l'électron comme un nuage, une orbitale. En fait l'électron, c'est la sphère (pour l'hydrogène) qui entoure le noyau. Le noyau et cette sphère ont donc le même centre. Le noyau (le proton) est plus petit, c'est tout.
Ceux qui pensent encore à l'électron comme à quelque chose de "petit" n'ont pas encore vu la différence avec le Soleil et la Terre. Il y en a même qui essaient encore de mesurer l'électron, alors qu'ils l'ont sous les yeux : c'est l'enveloppe de l'atome.
Maintenant, si on cherche une vitesse, je suis assez pour celle de la lumière. Quand on casse un électron il en sort deux photons de 511KeV. Et inversement. Conclusion : l'électron c'est une paire de photons de 511KeV qui se promènent bras dessus-bras dessous autour d'un proton qui est, lui, tout petit. Bon, quand je dis des photons... des solitons.
Ça t'avance un peu ?
Bonjour
une conclusion tout simplement fausse, l'électron est une particule élémentaire indissociable jusqu'à nouvel ordre.
Il y a des lois de conservation qui impliquent que deux photons de spin 1 ne donneront jamais une combinaison unique de spin 1/2.
De plus, la "masse" de l’électron au repos est seulement de 511 keV.
Je pense que tu confonds avec l'annihilation d'un électron et d'un positron qui donne bien deux photons ou d'autres paires de particules si leur énergie est suffisante.
L'electronique, c'est fantastique.
