onde émise par un électron orbitant

[sylvain6120]

Bonjour,

J'essaie de résoudre un problème où il est dit qu'un électron orbite à un certain rayon d'un noyau et donc à une certaine vitesse, selon le modèle de Bohr.
Il m'est demandé de trouver la longueur d'onde émise par l'électron.
Sachant que E=hf où h est la constante de Planck et f la fréquence de l'onde, je ne comprends pas comment il est possible qu'un électron émette une onde en gardant une énergie mécanique constante.
Je ne vois donc pas comment résoudre ce problème.

Merci de votre aide

Sylvain6120
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[Jeanpaul]

Peut-on avoir la question complète avant de dire que c'est faux ?

[sylvain6120]

Je n'ai jamais dit que c'était faux, j'ai juste dit que je ne comprenais le problème.

C'est un atome d'hydrogène, il s'agit donc d'un électron orbitant autour d'un proton. On connait le rayon de l'orbite et la vitesse de l'électron. On fait l'hypothèse que c'est un mouvement circulaire et on dit qu'une onde électro-magnétique est émise. On me demande de calculer:
-la fréquence de cette onde
-l'énergie d'un photon de cette onde électromagnétique

Voila tout

[LPFR]

Bonjour.
Le modèle de Bohr est en contradiction avec l'électromagnétisme classique. C'est bien pour cela et pour d'autres incohérences qu'il a été abandonné par tout le monde (depuis 1924), à l'exception des enseignants du secondaire.

Que l'on s'amuse à calculer combien émettrait un électron s'il obéissait à l'électromagnétisme classique c'est acceptable pour démontrer l'absurdité du modèle de Bohr. Mais demander les caractéristiques des photons émis, c'est ridicule. Car c'est demander un calcul classique et quantique simultané.

Il faut rappeler que Bohr avait "résolu" la contradiction de la façon la plus simple: il suffit de postuler que l'électron n'émettait pas.

La fréquence de l'onde émise, serait celle de rotation de l'électron dans son orbite s'il tournait comme le prétendit Bohr.
Au revoir.

[A voir en vidéo sur Futura]

[sylvain6120]

Merci de ta réponse LPFR, tout s'éclaire.

[FC05]

Bonjour.
Le modèle de Bohr est en contradiction avec l'électromagnétisme classique. C'est bien pour cela et pour d'autres incohérences qu'il a été abandonné par tout le monde (depuis 1924), à l'exception des enseignants du secondaire.

Que l'on s'amuse à calculer combien émettrait un électron s'il obéissait à l'électromagnétisme classique c'est acceptable pour démontrer l'absurdité du modèle de Bohr. Mais demander les caractéristiques des photons émis, c'est ridicule. Car c'est demander un calcul classique et quantique simultané.

Sur les "enseignants du secondaire", je me permet de vous signaler qu'ils ne font qu'appliquer des programmes. Ces programmes sont décidés et validés par des inspecteurs généraux et des pontes de la faculté. Tapez sur les bonnes personnes (oui, c'est plus facile de taper sur les "petits", mais ils sont plus nombreux, c'est un choix tactique). Après, il faudrait aussi regarder les programmes actuels avant de parler au présent.

Sur le "ridicule", faire faire un calcul et montrer qu'il aboutit à quelque chose d'absurde, c'est de la pédagogie. Je n'irai pas plus loin dans mon analyse, car ce que je dirai serai certainement faux. N'oublions pas les bases.

[sylvain6120]

Re-bonjour,

J'ai un autre cas d'exercice où il faut utiliser la loi E=hf, le voici:

" Un électron est disposé entre 2 plaques distantes de 20 cm et chargées par une tension de 100V.
a) Faire un croquis...
b) Calculer le champ électrique
c) Calculer la longueur d'onde émise par l'électron après avoir passé toute la tension
On suppose que la vitesse n'est pas relativiste."

C'est évidemment le point c) qui me pose problème. Je ne vois pas comment trouver la fréquence et donc la longueur d'onde émise.

Merci de votre aide

Sylvain6120

[LPFR]

Bonjour.
La réponse correcte serait que l'électron est accéléré pendant le parcours des 20 cm et émet une onde qui, dans un point loin des plaques, est:



où 'er" est le vecteur unitaire qui pointe vers l'électron depuis le point où on veut calculer le champ.

Une fois que l'électron a fini sa phase d'accélération, il n'émet plus d'onde EM.

Mais j'imagine que ce n'est pas ceci que votre prof demande. Je soupçonne (et c'est de la médisance) que ce qu'il veut est que vous appliquiez stupidement la formule E = hν, avec la valeur de E calculée à partir de l'énergie acquise par l'électron à la fin de son parcours.

Je dis que c'est de la médisance car, si c'est ça, c'est du crétinisme. Car l'électron n'a aucune raison d'émettre un photon avec l'énergie acquise. Et parler de longueur d'onde alors qu'il s'agit d'un photon unique c'est débile puisque c'est une particule et non une onde.
Mais, comme prétend FC05, c'est peut-être dans les programmes et les directives ministérielles.
Au revoir.

[gatsu]

Bonjour.
Le modèle de Bohr est en contradiction avec l'électromagnétisme classique. C'est bien pour cela et pour d'autres incohérences qu'il a été abandonné par tout le monde (depuis 1924), à l'exception des enseignants du secondaire.

Que l'on s'amuse à calculer combien émettrait un électron s'il obéissait à l'électromagnétisme classique c'est acceptable pour démontrer l'absurdité du modèle de Bohr. Mais demander les caractéristiques des photons émis, c'est ridicule. Car c'est demander un calcul classique et quantique simultané.

Il faut rappeler que Bohr avait "résolu" la contradiction de la façon la plus simple: il suffit de postuler que l'électron n'émettait pas.

La fréquence de l'onde émise, serait celle de rotation de l'électron dans son orbite s'il tournait comme le prétendit Bohr.
Au revoir.

Salut,

Tu as une tendence à détruire le modèle de Bohr de façon récurrente alors que ce n'est pas justifié. Il est vrai que "le lieu commun" sur ce modèle consiste à dire que son modèle planétaire ne fonctionnait pas parce que les électrons rayonnaient et que l'électron devrait s'effondrer sur le noyau.

En réalité Bohr a précisément construit son modèle pour expliquer la stabilité atomique tout en sachant qu'un électron qui tourne peut rayonner. Le seul truc c'est qu'il a choisit de quantifier le moment cinétique de l'électron et a postulé que le moment minimal devait être et non zero. Cela était en accord avec le fait que les niveaux d'énergie étaient discrets et la lumière émise par l'atome correspondait alors à la fréquence de rotation de l'électron sur son orbite (qui lui permettait alors de passer à une autre orbite plus proche du noyau).

Bref le modèle était plutot bon et n'est pas si éloigné que ça du modèle actuel (sauf que le modèle actuel va jusqu'à L=0).

J'ajouterai aussi qu'il existe des états atomiques très excités appelés "états de Rhydberg" pour lesquels l'électron a une trajectoire moyenne sensiblement équivalente aux orbites de Bohr.

il n'y a donc pas de raison d'être aussi véhément vis à vis de ce modèle.