Déplacement d'électrons

[invite1bf706f0]

Un électron qui se déplace(ou qui est éjecté) dans un matériau ne provoque t il pas l'usure du matériau(puisque les atomes perdent des électrons ils devraient donc se dégrader)???
MERCI
-----

[Deedee81]

Salut,

N'oublie pas de dire bonjour

Un électron qui se déplace(ou qui est éjecté)dans un matériau ne provoque t il pas l'usure du matériau(puisque les atomes perdent des électrons ils devraient donc se dégrader..)..

Non car ils sont remplacés, c'est d'ailleurs pour cela qu'on parle de circuit fermé.

Trois nuances :
1) Il y a un cas où il n'y a pas remplacement, c'est le cas où on charge ou décharge un métal, par exemple une plaque de condensateur électrique. Et là, le phénomène s'arrête rapidement, la charge électrique du matériau compensant le champ électrique sensé lui arracher ou lui donner des électrons. Mais ce n'est pas vraiment une usure.
2) Lorsque les déplacements d'électrons résultent de réactions chimiques (piles, batteries), il y a effectivement une "usure", un épuisement de la pile. Et même avec des piles/batteries rechargeables, il peut y avoir altération chimique progressive des électrodes
3) Un fil conducteur normal ne s'use pas à cause du passage des électrons. Mais cela provoque un échauffement. Et tout matériau chauffé fini par se dégrader (à température ambiante aussi, mais en chauffant ça va plus vite), mais c'est une usure "annexe" (oxydation avec l'air, pourrissement, etc...)

[invite1bf706f0]

Desole je ne suis pas encore habitué a la navigation sur ce forum

[invite1bf706f0]

BONSOIR
Quand un electron de valence se deplace dans le filament une ampoule a incandescence(ou dans fil de cuivre),il quitte son atome pour aller a l atome voisin et ainsi de suite...OU il fait un "saut" et revient a sa position initiale(ce qui expliquerait l emission de lumiere dans l ampoule?)
merci

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

Salut,

BONSOIR
Quand un electron de valence se deplace dans le filament une ampoule a incandescence(ou dans fil de cuivre),il quitte son atome pour aller a l atome voisin et ainsi de suite...OU il fait un "saut" et revient a sa position initiale(ce qui expliquerait l emission de lumiere dans l ampoule?)

Il doit y avoir un peu des deux amha !

Il doit y avoir des électrons qui changent de niveau tout en restant liés, puis reviennent à leur état de base avec émission de lumière.
Il doit y avoir des électrons qui passent dans la bande de conduction, se déplacent, puis reviennent sur un état libre avec émission de lumière.
Enfin, il doit y avoir quelques électrons qui quittent le métal (effet thermo-émissif) puis retombent sur le filament (il n'y a pas d'anode pour les attirer ailleurs comme dans une diode) avec émission de lumière.

Mais je serais bien incapable de te dire la proportion des trois : ça doit fort dépendre du matériau, de la température,...

EDIT Amusant, je dis "un peu des deux", et je donne trois possibilités Pas fait exprès.

[invite6dffde4c]

Bonjour Deedee81.
Pour une fois je ne suis pas d'accord avec vous.
Dans le filament d'une ampoule, même éteinte, une partie des électrons de conduction sont (presque) libres dans la bande de conduction. Ils ne sont pas liés à un atome quelconque mais partagés. Et même si on considère la "libération" des électrons comme statistique, il n'y a ni absorption ni libération de photons (ni d'énergie), car l'énergie est la même.
L'émission des photons par le filament est une émission de corps noir et non une émission atomique.

Nota: à titre purement anecdotique, la bande de conduction du tungstène est presque pleine, et du coup, les électrons libres se comportent comme des "trous". Le tungstène est un des rares métaux où la conduction se fait par des "trous".
Cordialement,

[invite7ce6aa19]

Bonjour Deedee81.
Pour une fois je ne suis pas d'accord avec vous.
Dans le filament d'une ampoule, même éteinte, une partie des électrons de conduction sont (presque) libres dans la bande de conduction. Ils ne sont pas liés à un atome quelconque mais partagés. Et même si on considère la "libération" des électrons comme statistique, il n'y a ni absorption ni libération de photons (ni d'énergie), car l'énergie est la même.
L'émission des photons par le filament est une émission de corps noir et non une émission atomique.

Nota: à titre purement anecdotique, la bande de conduction du tungstène est presque pleine, et du coup, les électrons libres se comportent comme des "trous". Le tungstène est un des rares métaux où la conduction se fait par des "trous".
Cordialement,

Bonjour,

HS

Inutile de mettre des guillemets a trous qui sont aussi des quasiparticules que les électrons sont des quasiparticules.

[Deedee81]

On ne peut pas être toujours d'acord sur tout.

L'émission des photons par le filament est une émission de corps noir et non une émission atomique.

L'émission d'un corps noir est bien due à transitions d'états quantiques (au niveau microscopique). son caractère thermique étant dû à la répartition statistique de ces états quantiques.

Alors c'est vrai que à température ambiante et pour un corps solide c'est (presque) uniquement des états de vibrations (du réseau).
(et pour un gaz surtout des translations et des rotations, plus rarement des vibrations sauf à température élevée ou pour certaines molécules).
(dans mon bouquin de physique stat, les seules transitions systématiquement ignorées c'est les transitions nucléaires. On ne s'éclaire pas souvent avec un plasma à dix millions de degrés )

Mais ici vu la température atteinte, est-ce que les transitions électroniques ne deviennent pas dominante ? (je me trompe peut-être, mais une lampe à incandescence émet surtout dans le visible et un peu dans l'UV, et on est là justement dans les niveaux d'énergie des électrons de valence périphérique ou des électrons de conduction, non ?).

EDIT : les vibrations intenses (température élevée) du réseau se transformant par interaction avec les atomes et les électrons en électrons excités voire éjectés.

D'ailleurs, les diodes (en tubes, pas à semi-conducteurs) utilisent une cathode qui est un filament chauffé. Les électrons arrachés étant alors attirés par l'anode (et ils ne participent alors pas à l'émission lumineuse au niveau de la cathode qui éclaire assez peu dans une diode). Raison pour laquelle je pensais que cette émission électronique était relativement importante.

[Nicophil]

Bonjour,

Il y a bien des raies électroniques mais c'est marginal par rapport à la lumière thermique.

[invite6dffde4c]

Re.

On ne peut pas être toujours d'acord sur tout.
L'émission d'un corps noir est bien due à transitions d'états quantiques (au niveau microscopique). son caractère thermique étant dû à la répartition statistique de ces états quantiques.
...

Oui. Mais les transitions qui donnent lieu à l'émission du corps noir ont lieu entre des états équidistants
Elles ne sont donc en aucun cas des transitions électroniques entre états atomiques. Ce sont des états du réseau et non des atomes.
Les niveaux des électrons de valence ou des orbitales supérieures n'ont aucune importance. Car tous les corps ont le même spectre pour une même température.
Et ceci même s'il s'agit d'une substance avec des électrons de conduction ou d'un isolant comme la silice ou la thorine. Le spectre est le même. Seule change l'émissivité.

Mais ici vu la température atteinte, est-ce que les transitions électroniques ne deviennent pas dominante ? (je me trompe peut-être, mais une lampe à incandescence émet surtout dans le visible et un peu dans l'UV, et on est là justement dans les niveaux d'énergie des électrons de valence périphérique ou des électrons de conduction, non ?).

Non. Les niveaux d'ionisation des atomes se situent vers les 10-15 eV. Et kT, même à 3000 K ne fait que 0,250 eV.

D'ailleurs, les diodes (en tubes, pas à semi-conducteurs) utilisent une cathode qui est un filament chauffé. Les électrons arrachés étant alors attirés par l'anode (et ils ne participent alors pas à l'émission lumineuse au niveau de la cathode qui éclaire assez peu dans une diode). Raison pour laquelle je pensais que cette émission électronique était relativement importante.

Les premières diodes à filament nu, avaient besoin de chauffer le filament à blanc. Puis, on trouva le tungstène thorié dont la couche d'oxyde de thorium formé (involontairement) en surface abaissait le travail de sortie ce qui permettait de travailler à des températures plus décentes.
Le tubes "modernes" employaient une cathode recouverte des oxydes d’alcalin-terreux qui abaissait encore plus le travail de sortie, ce qui permettait de travailler avec les cathodes au rouge (ni sombre ni vif).

Et les électrons émis étaient les électrons libres du haut de la bande de conduction. Un peu plus hauts que le niveau de Fermi. Les mêmes que l'on extrait par effet photoélectrique.

A+

[Deedee81]

Non. Les niveaux d'ionisation des atomes se situent vers les 10-15 eV. Et kT, même à 3000 K ne fait que 0,250 eV.

D'accord. Voilà mon erreur.

Merci LPFR,

Je ne savais pas non plus que les filaments des diodes étaient surfacés pour améliorer l'émission des électrons.

J'en apprend tous les jours

[invite1bf706f0]

Bonjour
Dans un materiau semi conducteur ,ce sont toujours les electrons de valence qui se recombinent avec un trou?
Sinon de maniere generale,les electrons de toutes les couches orbitales d un materiau peuvent effectuer des changements d orbite (en fonction de l energie recue...) ou seulement certaines couches sont concernées???
MERCI

[invite6dffde4c]

Bonjour
Dans un materiau semi conducteur ,ce sont toujours les electrons de valence qui se recombinent avec un trou?
Sinon de maniere generale,les electrons de toutes les couches orbitales d un materiau peuvent effectuer des changements d orbite (en fonction de l energie recue...) ou seulement certaines couches sont concernées???
MERCI

Bonjour.
Non. Vraiment pas.
Dans un semi-conducteur une petite partie des électrons de la bande de valence montent à la bande de conduction (ou à des atomes accepteurs dans la bande interdite) et créent des "trous" dans la bande de valence.
Ce sont ces électrons qui peuvent descendre vers la bande de valence pour réoccuper leur place. On appelle ça une "recombinaison", mais c'est une façon de parler plus qu'une réalité physique.
Si vous voulez avoir une description "avec les mains" des semi-conducteurs essayez de lire ce fascicule:
http://forums.futura-sciences.com/at...ducteurs-a.pdf
Il faut le lire dans l'ordre sans rien sauter (sauf les formules) si on veut comprendre quelque chose.
Et oui, tous les électrons peuvent changer d'orbitale, à condition de trouver un niveau d'arrivé vide et de respecter les lois de conservation.

@Mariposa: J'enlèverai les guillemets des "trous", le jour on je trouverai un canon à "trous".

Au revoir.

[Nicophil]

HS

Inutile de mettre des guillemets a trous qui sont aussi des quasi-particules que les électrons sont des quasi-particules.

Les électrons ne sont pas que des quasi-particules, ce sont des corpuscules.

[invite7ce6aa19]

@Mariposa: J'enlèverai les guillemets des "trous", le jour on je trouverai un canon à "trous".

Au revoir.

bonjour,

Sauf que les trous comme les phonons n'existent que dans la matière.

Par ailleurs l'électron, dans le solide n'a rien a voir (ou presque) avec l'électron dans le vide. L'électron dans le solide est une particule équivalente (on dit quasi-particule) qui représente un mouvement d'ensemble des électrons réels. La propriété de ces quasi-particules de type électrons est qu elles n'interagissent pas entre -elles (contrairement aux électrons réels qui eux interagissent fortement par la loi de coulomb) et ont une durée de vie limitée.

Toutes ces considérations sont liées au problème a N corps et bien sur dans tous les cours de semi-conducteurs classiques on fait l'impasse car cela n'apporte rien, la plupart du temps, en pratique. Il peut être utile de savoir que cela existe pour qu'il s'agit d'un modèle et donc posséde des limites.

[invite7ce6aa19]

Les électrons ne sont pas que des quasi-particules, ce sont des corpuscules.

Bonjour,

Corpuscule ne fait pas partie du langage de la MQ. Si tu veux utiliser ce langage il faut préciser ce que signifie corpuscule.

[Deedee81]

Salut,

Olà là, oui, corpuscule a en effet une définition en général assez précise. Et les électrons ne sont pas des corpuscules.

Le mot "particule" est moins précis mais moins mauvais. Ou alors "particule quantique".
(je n'aime pas fort certains néologismes utilisés comme "ondicule", mais, bon, un mot n'est jamais qu'un mot. Ce qui compte c'est les propriétés de l'objet et ça ne correspond pas du tout à aux propriétés habituellement attribuées aux corpuscules).

[Nicophil]

Par ailleurs l'électron, dans le solide n'a rien a voir (ou presque) avec l'électron dans le vide.

L'électron dans le solide est une particule équivalente (on dit quasi-particule) qui représente un mouvement d'ensemble des électrons réels.

elles n'interagissent pas entre elles (contrairement aux électrons réels

Voilà qu'il y a les électrons réels et les électrons virtuels maintenant !

[invite7ce6aa19]

Salut,

Olà là, oui, corpuscule a en effet une définition en général assez précise. Et les électrons ne sont pas des corpuscules.

Le mot "particule" est moins précis mais moins mauvais. Ou alors "particule quantique".
(je n'aime pas fort certains néologismes utilisés comme "ondicule", mais, bon, un mot n'est jamais qu'un mot. Ce qui compte c'est les propriétés de l'objet et ça ne correspond pas du tout à aux propriétés habituellement attribuées aux corpuscules).

Ce serait grave d'employé le mot ondicule car cela laisserait entendre que l'objet quantique c'est un peu une onde et un peu une particule. Quelle horreur!!. le mot quanton a l'avantage de partager la même racine que quantique: En MQ il y a des quantons et rien d'autres.

[invite7ce6aa19]

Voilà qu'il y a les électrons réels et les électrons virtuels maintenant !

Ou as - tu que je parlais de particules virtuelles?. Il faudrait que tu apprennes a lire. Les mots en quantique sont la plupart du temps bien définis et il ne t'appartient pas de les définir.

[Deedee81]

Ce serait grave d'employé le mot ondicule car cela laisserait entendre que l'objet quantique c'est un peu une onde et un peu une particule. Quelle horreur!!
le mot quanton a l'avantage de partager la même racine que quantique: En MQ il y a des quantons et rien d'autres.

Je l'avais oublié celui-là, et c'est vrai que je préfère aussi.

[invite1bf706f0]

Bonjour,
Un deplacement d electrons dans une antenne emettrice emet des ondes electomagnetiques(dues je crois a la difference de vitesse de deplacement entre les electrons et les protons??exact?)..mais comment ces ondes sont ensuite retransformees en deplacement d electrons dans l antenne receptrice??comment les deux antennes se "reconnaissent"?
Comment un recepteur tele reconnait sa telecommande(ont ils aussi de petites antennes)
Merci

[invite6dffde4c]

Bonjour.
L'émission dans une antenne n'est pas due à une différence de vitesses, mais à l'accélération des électrons de conduction.
À la rigueur, si vous voulez inviter les protons à la fête, il faudrait parler de différence d'accélérations et non de vitesse.

Dans l'antenne réceptrice type tige métallique, c'est el champ électrique de l'onde électromagnétique qui pousse les électrons et les fait osciller. Une antenne placée perpendiculairement au champ électrique ne capte rien.
En basse fréquence (grandes ondes, ondes moyennes) on utilise parfois des antennes sensibles au champ magnétique de l'onde.

Les télécommandes des téléviseurs sont optiques (en infrarouge). Les télécommandes radio risqueraient de changer la chaîne chez le voisin.

Au revoir.

[Deedee81]

Salut,

Les télécommandes radio risqueraient de changer la chaîne chez le voisin.

On voit ça dans un film, mais je ne sais plus lequel

La toute première télécommande de tv que j'ai eut était à ondes radios (télévision Phillips). Mais à ma connaissance cela n'a pas été reproduit et on est passé tout de suite aux infra-rouges.

[invite6dffde4c]

Re.
Pour les télécommandes radio des portières des voitures c'est le cas. Il est possible que dans un même parking deux voitures aient le même code. Elles s'ouvrent toutes les deux. Mais les portes se bloquent à nouveau dans quelques 10 - 20 secondes si vous n'ouvrez pas une portière.
A+

[invite875434567890]

Bonjour Deedee81
Là vous touchez mon domaine et je me dois d'y répondre.
Les télécommandes RF (radio fréquences) sont produites et sont utilisés là ou il y a un intérêt à une transmission longue portée faisant fi des obstacles. Par exemple, on commande le déplacement d'une parabole extérieure sur un bateau ou un camping car avec une télécommande RF.

[Deedee81]

Là vous touchez mon domaine et je me dois d'y répondre.
Les télécommandes RF (radio fréquences) sont produites et sont utilisés là ou il y a un intérêt à une transmission longue portée faisant fi des obstacles.

Oui, bien sûr, je parlais des tv (là il vaut mieux ne pas avoir d'obstacle si on veut voir l'image ).

[invite93279690]

bonjour,

Sauf que les trous comme les phonons n'existent que dans la matière.

Par ailleurs l'électron, dans le solide n'a rien a voir (ou presque) avec l'électron dans le vide. L'électron dans le solide est une particule équivalente (on dit quasi-particule) qui représente un mouvement d'ensemble des électrons réels. La propriété de ces quasi-particules de type électrons est qu elles n'interagissent pas entre -elles (contrairement aux électrons réels qui eux interagissent fortement par la loi de coulomb) et ont une durée de vie limitée.

Toutes ces considérations sont liées au problème a N corps et bien sur dans tous les cours de semi-conducteurs classiques on fait l'impasse car cela n'apporte rien, la plupart du temps, en pratique. Il peut être utile de savoir que cela existe pour qu'il s'agit d'un modèle et donc posséde des limites.

Aurais tu des references pdf ou livres dans lesquelles ces considerations sont mentionnees ? Pour ma part, ne pas avoir trouve un tel ouvrage est l'une des raisons pour lesquelles je suis une quiche en physique du solide je pense (plus mes facultes intellectuelles possiblement).

[invite1bf706f0]

bonsoir
merci...

[invite1bf706f0]

Bonjour,
Le mouvement d un electron sur lui meme et autour du noyau emet differentes ondes(aussi bien visible que d autres..exact?)...?cela est valable pour les electrons de toutes les couches?Quand on parle d acceleration des electrons,cela est valable que pour les electrons de valence quand il y a conduction?Comment cette acceleration genere des ondes...ces ondes s ajoutent a celles dues aux mouvements"classiques" de l electron?Des sauts d orbite d electrons engendrent aussi l emission d ondes supplementaires?Sinon comment les ondes peuvent arracher les electrons dans antenne receptrice?(voir plus haut)
Merci...j espere qu il n y a pas trop de questions d un coup!