Surface d'absoption d'une molécule

[invite3ea6c763]

Bonjour tout le monde,

Je me demandais quelle était la bonne façon de voir l'absorption d'un photon par un molécule; faut-il plutôt considérer une molécule dans un champ électromagnétique ou alors une sorte de "collision" entre la molécule et le photon?

Prenons une molécule qui absorbe dans le visible, la longueur d'onde correspondante de la lumière est de l'ordre de la centaine de nanomètre, ce qui est beaucoup plus grand que la molécule, qui elle est de l'ordre du nanomètre. En gros, la molécule baigne dans le champ électromagnétique. J'ai traité en cours ce genre de problème et nous avions utilisé les méthode de perturbation dépendantes du temps et avions dérivé des résultats comme l'oscillateur de Rabi ou la règle d'or de Fermi (pour ceux à qui ça dit quelque chose). Mais dans ce cas là, la lumière est bien traitée comme une perturbation beaucoup plus grande que la molécule (au point que l'on considérait un champs localement linéaire). Ceci nous mène au titre de ce sujet. Voir l'excitation d'un électron dans une molécule comme la conséquence d'une perturbation du champs électromagnétique me donne l'impression que la molécule peut absorber de la lumière qui passerait "à côté" d'elle et que donc la "surface" d'absorption est plus grande que la "surface" effective de la molécule.

Je vois bien que derrière cette question se trouve tout le problème de la dualité, etc. etc. Mais je ne vois pas trop comment aborder le problème. En fait, je me demandais ce qui se passerait si l'on envoyait un photon exactement entre deux molécule identiques. Laquelle des deux sera excitée? Si l'on prend le photon comme un particule alors il passera entre les deux molécule, et si on le voit comme une onde, ce que j'ai fait dans mes cours jusqu'à présent, alors, alors je ne sais pas!

Dernière chose. Ma question est aussi liée à ce que j'ai lu dans cette article récent de Nature Photonics http://www.nature.com/nphoton/journa...n.2013.32.html dans lequel des chercheurs explique qu'ils ont créé des cellules solaires basées sur des "nanowires" placés verticalement, donc parallèlement au rayon de lumière. Ceci permettrait de réduire grandement la quantité de matière nécessaire à la fabrication des cellules solaires car la densité de nanowire pourrait être relativement faible (tout en gardant une bonne absorption).

Voilà, c'est tout pour cette longue question. J'espère que vous pourrez m'aider à y voir un peu plus clair...
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[invite6dffde4c]

Bonjour.
L'absorption d'un photon par un atome ou une molécule est un phénomène quantique. Le modèle de l'électromagnétisme classique ne fonctionne pas. Pas plus que le modèle "photon" pour le fonctionnement d'une antenne, poque laquelle il faut utiliser le modèle onde électromagnétique classique.

En fait ce sont les deux modèles le plus utilisées "dans la vie de tous les jours". Mais la physique a le "bon" modèle qui fonctionne dans tous les cas. C'est celui de l'électrodynamique quantique. Les photons dans ce modèle sont des photons virtuels (en nombre infini) et ne transportent pas de l'énergie, mais l'amplitude de quelque chose avec une phase (comme celle de l'onde associée dans le modèle classique) et dont le carré est la densité de probabilité de trouver le photon quelque part. Cette "chose" s'additionne en tenant compte de la phase. Mais ce modèle est extrêmement merdique et les calculs terriblement compliqués. On ne peut pas s'en servir dans la vie de physicien de "tous les jours"
Au revoir.

[doul11]

Bonjour,

Je vois bien que derrière cette question se trouve tout le problème de la dualité, etc. etc. Mais je ne vois pas trop comment aborder le problème. En fait, je me demandais ce qui se passerait si l'on envoyait un photon exactement entre deux molécule identiques. Laquelle des deux sera excitée? Si l'on prend le photon comme un particule alors il passera entre les deux molécule, et si on le voit comme une onde, ce que j'ai fait dans mes cours jusqu'à présent, alors, alors je ne sais pas!

La phrase "si l'on envoyait un photon exactement entre deux molécule identiques" n'a pas de sens dans le cadre quantique ou les particules ne sont ni des ondes, ni des corpuscules. Dans le cadre quantique on raisonne en probabilité avec des particules ponctuelles, une molécule a un certaine probabilité d'absorber un photon d'un longueur d'onde donnée, si il y a deux molécules cette probabilité ce trouve divisé entre chaque molécule. A condition que les molécules soit identiques et que le photon soit absorbé il y a alors 50% de chances pour chaque molécule. Quand on dit quantique il faut penser probabilité et statistiques.

Tu peut voir ce lien en rapport -> http://fr.wikipedia.org/wiki/Section_efficace