Question quand un atome est excité

[cosmoff]

Bonjour,

si deux atomes ce heurtent par agitation thermique, alors certains électrons dans les atomes vont gagner de l'énergie et vont changer d'orbite, on dit que l'atome est excité. Ca signifie que l'atome a gagner en énergie et donc il se deplace plus vite?
Et donc quand l'électron regagne sa position fondamentale en libérant un photon, il perd tout son énergie qu'il avait gagné, donc l'atome retrouve sa vitesse initiale, le changement de vitesse entre l'etat excité et au repos est instantané?

Merci d'avance pour vos éclaircissements.
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[coussin]

Typiquement, il n'y a pas de liens entres degrés de liberté interne (état électronique) et externe (vitesse du centre de masse atomique).
Donc, en première approximation (je néglige le recul) un atome a la vitesse v se désexcite et reste à la même vitesse.

[cosmoff]

Quand un électron d'un atome absorbe un photon, la vitesse de l'atome augmente car il a eu un gain d'énergie, mais quand l'electron réémet un photon, alors l'énergie de l'atome baisse, et par conséquent sa vitesse diminue également non ?

[coussin]

Quand un électron d'un atome absorbe un photon, la vitesse de l'atome augmente car il a eu un gain d'énergie, mais quand l'electron réémet un photon, alors l'énergie de l'atome baisse, et par conséquent sa vitesse diminue également non ?

Non. Les seuls changements de vitesse proviennent de l'impulsion du photon absorbé. A part ça, comme je l'ai dit, les deux degrés de liberté ne se parlent pas.
Dit autrement, le gain d'énergie va en intégralité dans l'excitation électronique et pas du tout dans l'augmentation de la vitesse de l'atome.

[A voir en vidéo sur Futura]

[cosmoff]

donc les photons ne provoque pas l'accélération des atomes et donc les photons ne chauffent pas les objets ??

[maxwellien]

Bonjour, les sauts denergie des electrons dans les atomes dû a labsorbtion des photons sont rares dans la nature car ils nont pas assez denergie.
Par contre les etats denergie de rotation, translation ou de vibration sont modifié par les photons absorbé ce qui constitu lagitation thermique.

[coussin]

donc les photons ne provoque pas l'accélération des atomes et donc les photons ne chauffent pas les objets ??

Est-ce que j'ai dit ça ?
Reprenons depuis le début : vous vous intéressez à la thermalisation de "quelque chose". Tout d'abord, ce processus est statistique et n'a juste pas de sens pour un atome (ou quelques atomes).
Ensuite, pour un solide ou un liquide la thermalisation fait intervenir les phonons, vibrations des atomes autour de leurs positions d'équilibre et pas d'excitations électroniques (les ordres de grandeur étant tellement différents. Cf le message précédent de maxwellien).
Pour un gaz, il faut se tourner vers la théorie cinétique des gaz. Ici, la thermalisation fait intervenir des collisions et la notion de photons n'intervient pas non plus. Il n'y a qu'une "source d'énergie disponible", proportionnelle à la température et qui se répartit sur les différents degrés de liberté du système.

Si vous vous intéressez à une thermodynamique quantique, qui est un nouveau sujet porteur en ce moment, qui traite d'échanges d'énergie dans de "petits" systèmes (connexions avec la physique mésoscopique) c'est une autre paire de manches...

[cosmoff]

je me suis un peu documenté sur la chose, quand un atome recoit un photon de haute énergie, par exemple un rayon UV, c'est l'électron qui va l'absorber et il y a risque qu'il quitte l'atome en prenant toute l'énergie du photon avec lui, sinon il se désexcite en envoyant un photon de meme fréquence ou (de fréquence inférieur + agitation de l'atome) pour que l'énergie soit conserver. est ce bien ca?
que ce passe t'il si l'energie du photon est trop faible et que les électrons ne l'absorbe pas, c'est le noyau de l'atome qui l'absorbe ?

J'ai vu que la chaleur se manifestait sous forme de rayonnement infrarouge. j'ai un peu de mal avec ca, car pour moi un rayonnement EM c'est un électron ou un proton qui bouge donc pour qu'il y ait un rayonnement infrarouge il faut que l'atome soit ionisé non ?

[coussin]

que ce passe t'il si l'energie du photon est trop faible et que les électrons ne l'absorbe pas, c'est le noyau de l'atome qui l'absorbe ?

Un photon dont la fréquence n'est "pas la bonne" n'est pas absorbé, c'est tout. Le photon continue son chemin comme s'il n'y avait pas d'atome. Notez que même si le photon a pile la bonne fréquence, il n'est pas sûr qu'il soit absorbé. La probabilité qu'il soit absorbé est grosso modo 1/137 ce qui est, en fait, faible. La conclusion est que la lumière interagit, en fait, faiblement avec la matière. C'est pour cette raison que les traitements perturbatifs de l'électrodynamique quantique marchent si bien.