l'émission spontanée éxiste t_elle réellement?

[invite90d2d100]

Bonsoir a toutes et a tous, je suis nouveau sur futura-sciences et content d'etre parmi vous.Je souhaite ouvrir une discussion sur le sujet suivant:
Compte tenu des fluctuations du vide, un atome dans un état excité et isolé est soumis donc a des perturbations dues a ces fluctuations qui induisent donc une transition. Alors la largeur naturelle d'une raie spectrale est le résultat de collisions. Si ce raisonnement est correct alors l'émission spontanée n'aurait de sens que par rapport a l'émission induite.
Merci a vous tous
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[invitea774bcd7]

Salut

Alors la largeur naturelle d'une raie spectrale est le résultat de collisions.

Non, la largeur naturelle n'est dûe qu'à l'émission spontanée. Les collisions entrent en compte dans l'élargissement inhomogène.

La largeur naturelle est quelque chose de très fondamentale provenant des relations d'incertitude d'Heisenberg. Un seul atome n'interagissant avec rien se désexciterait d'un niveau électronique excité au bout d'un temps correspondant à la largeur naturelle de cet état

[invite499b16d5]

La largeur naturelle est quelque chose de très fondamentale provenant des relations d'incertitude d'Heisenberg. Un seul atome n'interagissant avec rien se désexciterait d'un niveau électronique excité au bout d'un temps correspondant à la largeur naturelle de cet état

bonjour,
je suppose que par largeur de la raie, vous entendez ici la dispersion en fréquence. En quoi est-elle liée au temps de désexcitation?

[invitea774bcd7]

C'est la relation d'Heisenberg . Un état excité qui vit très longtemps (le metastable de l'helium pour ne pas le citer e.g.) a une largeur naturelle très fine.
Une résonance au contraire qui a un temps de vie très court a une très grande largeur.

J'en profite pour préciser un peu ma réponse : une raie est élargie pour de multiples raisons, notamment car souvent l'échantillon est « chaud ». Idéalement, si l'échantillon était au zéro absolu, toutes les raies auraient leurs largeurs minimales, intrinsèques, directement liée à la durée de vie du niveau.

On a l'habitude de dire, en blaguant, que dans un atome ou une molécule il n'y a en fait qu'un unique état lié qui est l'état fondamental (électronique ou rovibronique). Tous les autres états sont en fait des résonances ayant des durées de vie finies

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite499b16d5]

merci infiniment, j'aurais dû y songer!
au fait, rapport aux durées de vie, jhe suppose qu'elles sont calculées par la théorie, et pas seulement mesurées? (sinon, on n'aurait pas pu vérifier les prédictions relativistes). En gros, c'est calculé sur la base de quoi?

[invite7ce6aa19]

merci infiniment, j'aurais dû y songer!
au fait, rapport aux durées de vie, jhe suppose qu'elles sont calculées par la théorie, et pas seulement mesurées? (sinon, on n'aurait pas pu vérifier les prédictions relativistes). En gros, c'est calculé sur la base de quoi?

On calcul la valeur de l'élément de matrice de l'opérateur transition dipolaire avec:

état initial:

|E, 0> cad état excité E et 0 photons dans le vide

Etats finals l'ensemble des états

|F, k > etat F fondamental et k est l'ensemble des k tels que

h.c.k (environ=) E-F différence d'énergie entre état excité et état fondamental.

En suite tu éleves au carré tu multiplie par un certain facteur constant et tu prend l'inverse et tu a la durée de vie de l'état E.

[invitea774bcd7]

merci infiniment, j'aurais dû y songer!
au fait, rapport aux durées de vie, jhe suppose qu'elles sont calculées par la théorie, et pas seulement mesurées? (sinon, on n'aurait pas pu vérifier les prédictions relativistes). En gros, c'est calculé sur la base de quoi?

Ah bah, j'ai justement calculé la durée de vie du 3p du sodium y a quelques jours
On calcule le moment de transition dipolaire . Ça, c'est un calcul standard en chimie quantique. Avec ça, on calcule le coefficient d'Eintein pour l'émission spontanée et la durée de vie est juste l'inverse

[invite499b16d5]

ça ne m'aide guère à comprendre (malgré recherches sur google) le lien qu'il y a entre moment dipolaire et durée de vie

[invite90d2d100]

merci a vous tous d'avoir réagi,je reprend les termes de guerromOO
<<La largeur naturelle est quelque chose de très fondamentale provenant des relations d'incertitude d'Heisenberg. Un seul atome n'interagissant avec rien se désexciterait d'un niveau électronique excité au bout d'un temps correspondant à la largeur naturelle de cet état >>.
1) le principe d'incertitude de Heisenberg permet la violation de la loi de la consevation de l'énergie totale et c'est pour cela que le vide n'est pas réellement vide , des photons, des électrons etc... peuvent surgir du néant et disparaitre trés rapidement d'oû les fluctuations du vide.
2)Ces particules qui émergent interagissent avec l'atome émetteur isolé (collisions) et induisent une transition.

[invite7ce6aa19]

ça ne m'aide guère à comprendre (malgré recherches sur google) le lien qu'il y a entre moment dipolaire et durée de vie

ce sont des calculs archi-classiques de MQ.

L'élément de matrice dipolaire c'est l'amplitude de probabilité par unité de temps.

La probabilité c'est le carré.

Donc la durée de vie moyenne c'est l'inverse.

[invite499b16d5]

ce sont des calculs archi-classiques de MQ.

On ne trouve pourtant pas grand chose à "moment de transition dipolaire", hormis dans des thèses...

[invite7ce6aa19]

On ne trouve pourtant pas grand chose à "moment de transition dipolaire", hormis dans des thèses...

Il vaut mieux chercher dans la bibliothèque virtuelle de Futura. Tu dois trouver çà dans un cours de base de MQ, car c'est incontournable.

Cherche dans le cours éventuellement l'expression règle d'or de Fermi.

[invite7ce6aa19]

merci a vous tous d'avoir réagi,je reprend les termes de guerromOO
<<La largeur naturelle est quelque chose de très fondamentale provenant des relations d'incertitude d'Heisenberg. Un seul atome n'interagissant avec rien se désexciterait d'un niveau électronique excité au bout d'un temps correspondant à la largeur naturelle de cet état >>.
1) le principe d'incertitude de Heisenberg permet la violation de la loi de la consevation de l'énergie totale et c'est pour cela que le vide n'est pas réellement vide , des photons, des électrons etc... peuvent surgir du néant et disparaitre trés rapidement d'oû les fluctuations du vide.
2)Ces particules qui émergent interagissent avec l'atome émetteur isolé (collisions) et induisent une transition.

S'il faut retenir une chose simple est:

qu'un atome dans un état seul excité dans le vide va retomber dans l'état fondamental. Pourquoi?

En effet le vide de particules ce n'est pas rien. Il y a des fluctuations résiduelles de champ électromagnétique autour d'une valeur moyenne nulle. Ce champ électromagnétique fait gigoter l'atome et c'est pourquoi il tombe dans l'état fondamental.

autrement dit la recombinaison dite spontanée n'est pas du tout spontanée!!