Salut !
En naviguant sur le net, j'ai vu à plusieurs reprises que la vitesse de l'électron dépend de l'orbitale dans laquelle il se situe, que cette vitesse devient plus faible quand le nombre quantique principal augmente -> quelqu'un a une explication ?
Merci d'avance pour vos réponses^^
1 + 2 + 3 + 4 + 5+ 6 + ... = -1/12 (enfin avec un prolongement analytique^^
Bonjour.
La vitesse d’un électron dans un atome est ZÉRO.
L’électron dans un atome n’est pas une bille qui tourne autour du noyau. Le modèle de Bohr a été abandonné par les scientifiques il y a presque un siècle.
Au revoir.
Le posteur initial utilise le modèle qu'il souhaite (ou qu'on lui impose).
Je ne vois pas l'intérêt de lui faire une réponse hors modèle.
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
mes souvenir d'atomistiques sont loins, mais il me semble quand même qu'on peut toujours parler de vitesse même dans le cadre de la mécanique quantique, plus précisément d'une densité de probabilité de vitesse (en fait de quantité de mouvement, mais la masse d'électron étant connu et celui-ci étant stable...). On peut donc parler de vitesse moyenne, ou de probabilité de mesurer telle ou telle vitesse pour un électron lié à un atome (comme on le fait pour sa position).La vitesse d’un électron dans un atome est ZÉRO.
L’électron dans un atome n’est pas une bille qui tourne autour du noyau. Le modèle de Bohr a été abandonné par les scientifiques il y a presque un siècle.
Au revoir.
D'ailleurs pour les atomes de Z élevé, on parle d'effet relativistes qui affectent la configuration électronique (les exceptions à la règle de Klechkowski deviennent de plus en plus fréquentes), c'est à dire d'électrons ayant des vitesses proches de c.
Je ne vois donc pas le bien fondé de votre intervention. Pouvez-vous expliciter plus clairement?
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
Salut,
Je confirme tout.Envoyé par mach3
Un malentendu certainement.
Dans la description d'un électron, qu'on soit dans le modèle de Bohr ou dans le modèle de Schrödinger, l'énergie (ou hamiltonien) d'un électron est composée de deux termes :
- son énergie cinétique
- son énergie potentielle
L'énergie totale étant une grandeur conservée.
L'énergie potentielle est due à l'attraction électrostatique entre l'électron et le noyau. Et plus l'électron s'éloigne plus cette énergie augmente (c'est comme l'énergie potentielle de gravitation. Plus tu sautes de haut et plus il y a d'énergie potentielle disponible et plus tu risques de te faire mal en arrivant au sol).
Donc, plus l'électron s'éloigne et plus son énergie cinétique est faible. Ou, ce qui revient au même, sa vitesse (dans le modèle de Bohr) ou sa vitesse moyenne (tiré du spectre de l'opérateur vitesse dans le modèle de Schrödinger).
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Re.
Compte tenu de l’espace confiné, si vous parlez vitesse vous devez parler accélération et dans ce cas vous aurez du rayonnement EM.
C’est une des raisons de l’abandon du modèle de Bohr.
A+
Salut,
Je ne suis pas d'accord (c'est rare nous deux).
Tout d'abord, en ce qui concerne le modèle de Bohr. Il na pas été abandonné pour cette raison. C'est au contraire la raison de son existence !!! Un des postulats de Bohr était justement que lorsqu'un électron est en orbite autour du noyau, sur une orbite autorisée, alors il n'émettait pas de rayonnement. S'il a été abandonné c'est grosso modo pour trois ensembles de raisons :
- Son caractère hybride (mélangeant physique classique et des postulats quantiques : celui que j'ai cité et les orbites quantifiées). Même avec les améliorations de Sommerfeld ce n'était pas tenable à terme.
- Ses limites (nombreuses)
- La mécanique quantique est arrivée juste après. Ce qui a fait que le modèle de Bohr était presque mort né.
Ensuite, pour le problème qui nous préoccupe. Il existe bel et bien un opérateur vitesse (ou impulsion) pour lequel on peut calculer le spectre pour un état donné. Tout comme on peut le faire du moment angulaire par exemple.
Et s'il est vrai que la vitesse (moyenne, en module) d'un électron sur une orbite s est nulle, elle ne l'est pas sur une orbite p (ce qui est lié à l'existence d'un moment angulaire orbital).
Enfin, dans les états de Rydberg, l'électron se comporte bel et bien de manière quasi classique. Les changements d'orbitales (très "serrées") étant presque continu avec un rayonnement presque identique à celui d'une particule chargée avec l'accélération et la vitesse de Bohr correspondante.
Je suis d'accord qu'on ne doit pas parler de vitesse sans précaution dans ce domaine, mais ce n'est pas non plus une hérésie.
Tiens, je n'ai jamais entendu parler d'opérateur accélération. Et une petite recherche rapide sur google ne m'a rien donné. Mais je suppose qu'on doit pouvoir le définir.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Re-bonjour Deedee81.Salut,
Je ne suis pas d'accord (c'est rare nous deux
Tout d'abord, en ce qui concerne le modèle de Bohr. Il na pas été abandonné pour cette raison. C'est au contraire la raison de son existence !!! Un des postulats de Bohr était justement que lorsqu'un électron est en orbite autour du noyau, sur une orbite autorisée, alors il n'émettait pas de rayonnement. S'il a été abandonné c'est grosso modo pour trois ensembles de raisons :
- Son caractère hybride (mélangeant physique classique et des postulats quantiques : celui que j'ai cité et les orbites quantifiées). Même avec les améliorations de Sommerfeld ce n'était pas tenable à terme.
- Ses limites (nombreuses)
- La mécanique quantique est arrivée juste après. Ce qui a fait que le modèle de Bohr était presque mort né.
Ensuite, pour le problème qui nous préoccupe. Il existe bel et bien un opérateur vitesse (ou impulsion) pour lequel on peut calculer le spectre pour un état donné. Tout comme on peut le faire du moment angulaire par exemple.
Et s'il est vrai que la vitesse (moyenne, en module) d'un électron sur une orbite s est nulle, elle ne l'est pas sur une orbite p (ce qui est lié à l'existence d'un moment angulaire orbital).
Enfin, dans les états de Rydberg, l'électron se comporte bel et bien de manière quasi classique. Les changements d'orbitales (très "serrées") étant presque continu avec un rayonnement presque identique à celui d'une particule chargée avec l'accélération et la vitesse de Bohr correspondante.
Je suis d'accord qu'on ne doit pas parler de vitesse sans précaution dans ce domaine, mais ce n'est pas non plus une hérésie.
Tiens, je n'ai jamais entendu parler d'opérateur accélération. Et une petite recherche rapide sur google ne m'a rien donné. Mais je suppose qu'on doit pouvoir le définir.
Tant pis, nous resterons sur le désaccord.
Historiquement c’est le modèle ondulatoire de de Broglie qui a mis fin au modèle de Bohr.
Et le fait qu’il ne fonctionne que pour l’hydrogène.
Et dire « tant pis pour Maxwell, je postule qu’un électron en orbite ne rayonne pas » ne plaide pas pour le sérieux du modèle.
Le fait qu’un opérateur n’existe pas ne fait une loi physique. Ce ne sont pas les opérateurs qui font la réalité.
Cordialement.
Merci à tous pour ces réponses !
Dans l'orbitale atomique 1s de l'atome d'hydrogène, nous avons une proba assez élevée d'y trouver un électron, mais cet électron n'est surement pas immobile je suppose ? Même si l'électron ne tourne pas autour de l'atome de façon concentrique ou elliptique, il doit quand même avoir un mouvement au sein de l'orbitale non ?
1 + 2 + 3 + 4 + 5+ 6 + ... = -1/12 (enfin avec un prolongement analytique^^
tout le problème est là et c'est pour cette raison qu'on parle d'orbitale et non d'orbite : la notion de trajectoire n'a pas de sens pour un électron lié à un atome (et un sens limité pour les électrons non liés). Postuler une trajectoire signifie assigner, en tout temps, une position et une vitesse précises à l'électron, or le principe d'incertitude interdit cela, la position et la quantité de mouvement (donc la vitesse) ne peuvent pas être aussi précises que l'on veut : le produit des deux incertitudes excédant toujours la constante de Planck (à un facteur 2pi près). Si on exige une précision inférieure à la taille d'un atome, l'incertitude sur la vitesse excède les 100000m/s : inacceptable pour décrire une trajectoire. De plus, comme mentionné par LPFR, trajectoire dans un espace confiné signifie accélération, donc rayonnement, donc instabilité de l'atome, donc pas de trajectoire.mais cet électron n'est surement pas immobile je suppose ? Même si l'électron ne tourne pas autour de l'atome de façon concentrique ou elliptique, il doit quand même avoir un mouvement au sein de l'orbitale non ?
L'électron "bouge", au sens qu'il a certains des attributs propres au mouvement macroscopique: une quantité de mouvement, une énergie cinétique, et même un moment cinétique dans certains cas, mais il n'a pas de trajectoire.
A la place il faut plutôt imaginer une onde, contrainte de se propager dans un milieu confiné et qui du coup interfère avec elle même (ce qui fait que seule certaine configurations sont possibles car la plupart ne génèrent que des interférences destructives). On voit des ondes d'un type similaire à la surface de l'eau dans une bouteille soumise à des vibrations ( http://www.crpp-bordeaux.cnrs.fr/spip.php?article142 ), pour l'électron, ces ondes sont en volume et non en surface bien sur.
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
Le principe d'Heinsenberg stipule qu'on ne peut pas déterminer en même temps la position et la vitesse de l'électron avec une bonne précision, mais ce n'est pas parce que on ne peut pas déterminer ces valeurs qu'elles n'existent pas : la dualité onde-corpuscule montre que l'électron est à la fois une onde et un corpuscule, l'électron possède donc aussi les propriétés d'un corpuscule donc hormis le fait qu'on ne puissent exactement savoir la valeur de la vitesse suivant la position de l'électron, pourquoi ne pas le considérer comme un corps ayant une trajectoire ? Certes le problème qu'il ne rayonne pas alors qu'i s'agit d'une charge en mouvement est présent, mais l'atome étant stable ce problème doit avoir une explication, donc en se rendant à l'échelle microscopique, pourquoi ne le verrons t-on pas ayant une certaine trajectoire ?
1 + 2 + 3 + 4 + 5+ 6 + ... = -1/12 (enfin avec un prolongement analytique^^
c'est justement le point : ce n'est pas qu'on est pas capable de déterminer ces valeurs mais qu'elles sont indéterminées par nature. La trajectoire est une notion qui ne prend sens qu'au niveau macroscopique. Cette indétermination est liée au caractère ondulatoire : on ne peut connaitre avec précision la position d'un paquet d'onde et sa longueur d'onde (liée à la quantité de mouvement). Plus on réduit la taille du paquet (on augmente la précision sur sa taille), moins il y a d'oscillations et plus la valeur de la longueur d'onde est incertaine (voir par exemple un schéma ici : http://fr.wikipedia.org/wiki/Princip...Corpuscule.png ). Pour avoir une longueur d'onde précise, il faut que le paquet soit très étalé dans l'espace, donc de position imprécise.Le principe d'Heinsenberg stipule qu'on ne peut pas déterminer en même temps la position et la vitesse de l'électron avec une bonne précision, mais ce n'est pas parce que on ne peut pas déterminer ces valeurs qu'elles n'existent pas
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
Salut,
Là, on est totalement d'accord.
Ce modèle avait le mérite d'exister mais il était fait de bric et de broc. Il n'a gardé qu'un rôle pédagogique (en tant que modèle simple et intuitif, même si c'est très limité, et comme étape vers le plus compliqué. Perso c'est en chimie que je l'ai étudié, un peu avant d'aborder la MQ en physique avec un excellent prof devenu plus tard recteur de l'université).
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Bonjour Deedee81.
Je suis d’accord que le modèle a le mérite d’avoir existé et il a un intérêt historique.
Mais les enseignants le pressentent comme un modèle actuel et valide et oubliant au passage de dire qu’il ne fonctionne que pour l’hydrogène
Mais j’ai l’impression que la vraie raison de l’enseigner avec tant d’assiduité est la même que celle de l’ivrogne que cherchait ses clés de voiture sous un lampadaire au lieu de les chercher là où il les avait perdues. La raison est que là bas il fait noir et ici il y a de la lumière.
La « lumière » ici est le fait de pouvoir faire calculer des orbites avec l’égalité de la force centripète et électrostatique. Alors que si on fait une explication qualitative d’un modèle ondulatoire, on ne peut rien demander comme calcul idiot aux élèves.
Cordialement,
Ce n'était pas le cas de mon prof de chimie physique. Une partie de ce cours concernait les limites du modèle.
Si des enseignants négligent cela, je trouve que c'est vraiment dommageable !
Il est vrai que les questions d'examen en MQ c'était quand même plus corsé. Que ça serve d'étape vers la difficulté, je veux bien, mais qu'on le présente comme le stade définitif, c'est franchement anormal.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
N'importe quoi comme souvent malheureusement dès que vous parlez des enseignants...
Il ne faut pas croire que ce que ne disent pas les élèves n'a pas été dit par l'enseignant.
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
Stefjm, avant de dire que c'est n'importe quoi, laisse au moins LPFR dire d'où lui vient cette information.
Perso je ne pourrais ni confirmer ni infirmer puisque je n'ai eut qu'un seul prof qui enseignait ça. C'est un peu peu pour une statistique
Et je n'ai pas eut l'occassion d'aborder ça lorsque je donnais des cours particuliers.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Re.
Deedee81:
Laissez-le aboyer. La caravane passe. Je ne répond pas à Stefjm (il le sait).
Cordialement,
Bien que la vitesse d'un électron soit sujet à débat, celle-ci est pourtant, indirectement, la clé de voute de, par exemple, l'approximation de Born-Oppenheimer (qui peut se résumer au fait que "les électrons bougent très très vite par rapport aux noyaux dans une molécule") ou la théorie du défaut quantique moléculaire (même idée : un électron dans un état de Rydberg moléculaire "bouge très vite" par rapport aux noyaux quand il est proche du cœur ionique et "bouge lentement" quand il est loin du cœur inique).
Notez que intuitivement y a moins de problème à parler de vitesse de noyaux atomiques. Tout cela vient bien évidemment du fait "qu'un électron c'est très léger, donc très quantique" (avec les mains). Y a une transition quantique/classique qui traîne…
Je le sais bien mais vos dérapages à propos des enseignants et de la réalité sont pénibles sur un forum qui se veut scientifique.
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
Stefjm, si LPFR t'a mis sur liste noire, ça ne sert à rien de répondre.
En outre, déplorer un problème sur la façon d'enseigner certains machins scientifiques est tout à fait valable sur un forum scientifique. Tant qu'on ne dénigre pas tel ou tel personne en particulier (et même si des sources sont souvent préférables mais on ne s'amuse pas non plus à sourcer chaque phrase que l'on écrit). Je fréquente pas mal un forum de math de l'université de Liège où on trouve presque essentiellement des enseignants et des étudiants. Si tu voyais les profs pester contre la façon dont des "collègues" posent des exercices, disons le mot, idiots (mal posés, incomplets, irréalistes,...) tu serais attéré.
Il ne faut pas idéaliser le monde des enseignants, il n'est pas plus féérique que le mondes des ingénieurs et des fonctionnaires (dont je fais partie). Et si on n'idéalise pas, on admet qu'il y ait des lacunes et qu'on les signale.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Bonjour,
puisque ce sujet est repris par la suite, je livre ma propre expérience. Pour ma part j'ai vu ce modèle deux fois en cours:
- une fois en chimie en première année, où il a été clairement dit que ce modèle avait été abandonné,
- une autre fois en troisième année lors d'un cours de physique atomique (qui faisait suite au cours de mécanique quantique du premier semestre) où il était présenté pour son intérêt historique et pour comparaison par la suite avec les calculs quantiques. "Aujourd'hui, on le trouve un petit peu ridicule", a dit notre enseignant de ce modèle, mais il a par la suite indiqué les mérites qu'il avait eu à l'époque.
J'admets qu'il y a des lacunes puisque je les signale en les sourçant. (réalité et critique des enseignants de la part de LPFR : Source Futura Science, c'est facile à trouver.)
J'en attends de même pour mes dires personnels, de la part des contributeurs de ce forum, mais certains me plonkent.
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
Je ne t'ai jamais plonké (à une époque j'en avais tout une liste, que j'ai viré devenu modé. Mais t'était pas dedans. Tu as toujours été dans mon coeurJ'en attends de même pour mes dires personnels, de la part des contributeurs de ce forum, mais certains me plonkent.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
