Temps de transition énergétique dans un atome

[jondoe]

Bonjour,

est-ce que la question : "Combien de temps met un électron (prenons le cas de l'atome d'Hydrogène) pour passer d'un état énergétique à un autre ?" a un sens ?

- Si oui, a-t-on déjà réalisé des expériences pour calculer le temps ? (les références seraient les bienvenues)

- Sinon (si on considère que c'est instantané), n'y a -t-il pas un problème concernant cette "vitesse de transition instantanée" puisqu'elle violerait la vitesse limite permise dans l'univers: c ?

- Si on ne sait pas, quelles sont les idées proposées pour expliquer ce passage "instantané" ?

Merci de vos réponses.

Bien à vous.
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[invite07941352]

Bonjour,
http://www.phy6.org/stargaze/FQ3.htm

"Complément au sujet des niveaux d'énergie atomique"

[jondoe]

Merci Catmandou,

mais si j'ai bien compris, le texte fait référence au temps de vie d'un niveau atomique.
Mais ma question concernait le temps de passage/transition entre un état énergétique et un autre ?

Pour me faire comprendre je prends une analogie thermodynamique : il existe une phase de transition entre l'état liquide d'un élément et un autre état (solide, gaz) qui se fait au bout d'un certain temps de transition. Le liquide ne devient pas spontanément gaz/solide.

Dans le cas de l'atome, si j'ai bien compris, on dit qu'un atome reste pendant X nanosecondes dans l'état énergétique E1 puis, au bout de ce temps, il passe spontanément dans l'état E0 (puisque discrétisation énergétique).

[coussin]

https://en.m.wikipedia.org/wiki/Atom...ron_transition

On trouve effectivement des "temps pour faire la transition" de l'ordre de la nanoseconde. Sachant qu'une période optique est plutôt 1e-14 s, ça fait quand même 1e5 périodes. Faut quand même le temps de "secouer" le nuage électronique pour faire la transition

[A voir en vidéo sur Futura]

[jondoe]

Salut Coussin,

même remarque que pour Catmandou
Ou alors il y a quelque chose que je n'ai pas compris ...

[coussin]

Le lien que j'ai donné indique un ordre de grandeur du temps pour faire la transition, ce que vous demandez. Rien à voir avec la durée de vie d'un état excité.

[coussin]

D'ailleurs en cherchant un peu il semble que la nanoseconde soit une limite basse. D'autres transitions de font autour de la microseconde... Bref, ça dépend

Par exemple : http://www.cqed.org/spip.php?article134&lang=fr

[coussin]

D'ailleurs, ce que vous cherchez c'est en fait des fréquences de Rabi...

[Deedee81]

Salut,

D'ailleurs, ce que vous cherchez c'est en fait des fréquences de Rabi...

Je confirme.
Voir : https://fr.wikipedia.org/wiki/Oscillations_de_Rabi

Ca donne une description semi-classique pas trop mauvaise de la transition électronique.
Il est en effet difficile de résoudre l'équation de Schrödinger variant dans le temps pour calculer la transition entre deux états excité. Le calcul habituel est plutôt un calcul d'état "supposés stationnaires" puis un calcul de probabilité de transition (voir message de catmandou). L'idée est de se dire que l'électron oscille entre les deux états excités à la fréquence de Rabi qui est aussi celle correspondant au photon qui sera émis. En utilisant une description classique (Maxwell) du champ électromagnétique coupée à la fonction d'onde de l'électron, on peut alors calculer à peu près tout ce qui est intéressant (comme les émissions spontanées ou stimulées). On trouve le calcul détaillé par exemple dans le livre Quantum Lechanis de Leonard L. Schiff

[jondoe]

Bonjour,

ah ok bon je vais pencher un coup sur les oscillations Rabi puis je reviendrai s'il faut.

Merci pour vos réponses.

Ciao