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Quand un électron absorbe un photon



  1. #1
    andretou

    Quand un électron absorbe un photon

    Bonjour à tous
    Je crois savoir que dans un atome, lorsqu'un électron absorbe un photon, alors l'électron change de niveau d'énergie.
    Mais cette absorption du photon par l'électron s'accompagne-t-elle également
    - d'un accroissement de la masse de l'électron ?
    - d'un accroissement de sa vitesse ?
    - autre ?
    Merci d'avance pour vos réponses

    -----

    Bon, le connaissable c'est fait... Qu'est-ce qu'il nous reste maintenant à découvrir ?

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  3. #2
    phys4

    Re : Quand un électron absorbe un photon

    Bonsoir,
    La masse de l'électron ne change pas, son état quantique sera changé et les conséquences correspondantes.

    La masse de l'atome s'accroit de façon infinitésimale.
    Comprendre c'est être capable de faire.

  4. #3
    albanxiii

    Re : Quand un électron absorbe un photon

    Citation Envoyé par andretou Voir le message
    ...dans un atome...

    - d'un accroissement de sa vitesse ?
    La notion de vitesse n'a pas de sens dans ce contexte.
    Vous devriez essayer de comprendre les bases avant de vous attaquer à trop difficile pour vous.
    Not only is it not right, it's not even wrong!

  5. #4
    coussin

    Re : Quand un électron absorbe un photon

    Vous pouvez calculer la valeur moyenne de la vitesse de l'électron dans n'importe quel état. C'est en fait le courant de probabilité j =Re < psi | p/m | psi >. Vous trouverez 0 car l'état électronique est une onde stationnaire.

  6. #5
    Amanuensis

    Re : Quand un électron absorbe un photon

    Citation Envoyé par coussin Voir le message
    Vous pouvez calculer la valeur moyenne de la vitesse de l'électron dans n'importe quel état. C'est en fait le courant de probabilité j =Re < psi | p/m | psi >. Vous trouverez 0 car l'état électronique est une onde stationnaire.
    «vitesse» à comprendre au sens vectoriel dans ce texte.

    (La norme au carré a une moyenne non nulle, c'est l'énergie à un facteur près.)
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    andretou

    Re : Quand un électron absorbe un photon

    Citation Envoyé par albanxiii Voir le message
    La notion de vitesse n'a pas de sens dans ce contexte.
    Saperlipopette, Dirac se serait donc fourvoyé ?
    https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89quation_de_Dirac

    Citation Envoyé par albanxiii Voir le message
    Vous devriez essayer de comprendre les bases avant de vous attaquer à trop difficile pour vous.
    C'est celui qui le dit qui y est !
    Bon, le connaissable c'est fait... Qu'est-ce qu'il nous reste maintenant à découvrir ?

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  10. #7
    pm42

    Re : Quand un électron absorbe un photon

    Citation Envoyé par andretou Voir le message
    Saperlipopette, Dirac se serait donc fourvoyé ?
    https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89quation_de_Dirac
    C'est celui qui le dit qui y est !
    Il y a un pattern marrant pour certains intervenants : ils viennent poser une question puis ils terminent par expliquer ce dont ils ignorent tout à ceux qui l'ont étudié
    ##### J'enlève cette partie trop "agressive" et qui m'avait échappé. Désolé
    Andretou : la ligne précédente est par contre un simple constat, désolé, mais pm42 à raison, je laisse.

    Deedee81 pour la modération
    Dernière modification par Deedee81 ; 28/11/2018 à 12h23. Motif: Retouche et explication

  11. #8
    mach3

    Re : Quand un électron absorbe un photon

    Citation Envoyé par andretou Voir le message
    Saperlipopette, Dirac se serait donc fourvoyé ?
    https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89quation_de_Dirac
    je ne vois pas le rapport avec la choucroute là. Il n'est même pas fait mention de "vitesse" dans l'article (sauf pour définir "c", qui est juste là comme constante dimensionnante étant donné que la formule est relativiste).

    Sinon, ce n'est pas l'électron qui absorbe le photon, c'est l'atome. Ce n'est pas l'électron qui change de niveau d'énergie, c'est l'atome. Quand un atome passe d'un niveau à un autre, c'est tout le nuage qui se réarrange, l'énergie de chaque électron (pour peu que ça puisse être défini, ce qui n'est même pas garanti, il n'y a qu'une fonction d'onde pour tous les électrons, pas une par électron) change. Quand il s'agit d'hydrogène, d'un hydrogènoïde, voire d'un atome de Rydberg, le raccourci est facile car on peut "isoler" un électron du "reste" et on parle, par approximation (et pas toujours en connaissance de cause) de niveau d'énergie de l'électron.

    Sinon, d'un point de vue classique, quand le niveau d'énergie de l'atome augmente, l'énergie de l'électron augmente aussi, et l'énergie potentielle augmente deux fois plus. D'un point de vue quantique, on pourra s'intéresser à la moyenne quadratique de l'impulsion (voir post d'amanuensis) et voir qu'elle augmente avec le niveau d'énergie. Comme déjà dit, après absorption d'un photon, l'atome est un poil plus lourd (et il a un poil de recul), il suffit de faire le bilan sur le quadrivecteur énergie impulsion.

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  12. #9
    Deedee81

    Re : Quand un électron absorbe un photon

    EDIT croisement avec mach3 sur "vitesse"

    Citation Envoyé par andretou Voir le message
    Saperlipopette, Dirac se serait donc fourvoyé ?
    https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89quation_de_Dirac
    Nul part dans l'équation de Dirac ni dans ce lien Wikipedia on ne parle de "vitesse de l'électron". Il faudrait peut-être que tu fasses attention et que tu mettes un peu d'humilité dans tes propos.


    Citation Envoyé par andretou Voir le message
    C'est celui qui le dit qui y est !
    La remarque de Albanxiii n'était pas une attaque ni agressif. Il est normal de connaitre les bases avant de vouloir aller plus loin. Non ?

    Or il est manifeste dans tes messages que tu ne connais pas ou très mal ces bases, même les plus simples en physique classique.
    Et ce n'est pas une critique, tout s'apprend et tous ici on est passé par cette étape.
    Par conséquent, tes questions contiennent souvent implicitement ou explicitement des affirmations qui sont sans queue ni tête. Et forcément, tu as du mal à comprendre les réponses (ce qui se voit aussi).
    C'est vrai, plus d'une fois, j'ai vu un participant qui dit "c'est ma manière d'apprendre, je pose des questions, je fais des hypothèses, y compris dans des domaines très éloignés de ce que je connais déjà et j'apprends avec les réponses". Mais c'est faux, c'est une très mauvaise manière car n'ayant pas les bases on comprend de travers les trois quart des explications, sans même sans rendre compte (*). Et on se forge alors un énorme cursus de fausses croyances qu'il devient difficile de corriger par après. Je crois qu'on a tous à un moment ou l'autre dans un domaine ou l'autre vécu un peu ça (**). Mais ce n'est pas une raison pour en faire une habitude, même si je peux comprendre que la passion y pousse (et la passion n'est pas un défaut, que du contraire, mais elle doit être encadrée).

    (*) Ca c'est le syndrome Dunning et Krugger, on en a tous été victime aussi à un moment ou l'autre. Il faut juste en être conscience et vite faire machine arrière quand on s'en rend compte.


    (**) Ce fut mon cas deux fois en relativité générale. Moins dans d'autres domaines.
    Dernière modification par Deedee81 ; 28/11/2018 à 10h29.
    Tout est relatif, et cela seul est absolu. (Auguste Comte)

  13. #10
    Deedee81

    Re : Quand un électron absorbe un photon

    Citation Envoyé par mach3 Voir le message
    l'atome est un poil plus lourd
    Je ne suis pas sûr que ce soit mesurable (quelqu'un pour confirmer/infirmer ?)

    Par contre dans le cas du noyau (absorption d'un photon gamma par un nucléon avec passage dans un état excité), c'est notable (typiquement autour de 300MeV, ce qui en terme de "masse" n'est pas négligeable).
    Tout est relatif, et cela seul est absolu. (Auguste Comte)

  14. #11
    mach3

    Re : Quand un électron absorbe un photon

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Je ne suis pas sûr que ce soit mesurable (quelqu'un pour confirmer/infirmer ?)
    Vu que c'est de l'ordre de l'eV, il faudrait une sacré balance car l'écart est sur du milliardième de la masse. Il y a peut-être des mesures possibles du côté des ions dans les accélérateurs, un ion dans un état excité pouvant être moins dévié par des champs que le même ion dans son état fondamental? Vu les performances en spectrométrie de masse haute résolution (résolution de l'ordre du millionième sur la masse), il semblerait qu'on soit encore à 3 ordres de grandeurs d'une mesure possible.

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  15. #12
    XK150

    Re : Quand un électron absorbe un photon

    Re ,

    Il existe une infinité d'états excités ; Si le retour à l'état stable se fait par l'émission d'un X de 50 keV , par exemple , alors l'atome excité était plus lourd de 50 keV …
    http://tpe-bioluminescence-als.e-mon...ages/page.html

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  17. #13
    andretou

    Re : Quand un électron absorbe un photon

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Nul part dans l'équation de Dirac ni dans ce lien Wikipedia on ne parle de "vitesse de l'électron".
    Je ne comprends pas. On parle pourtant bien de la vitesse de l'électron ici : https://fr.wikipedia.org/wiki/M%C3%A...ue_relativiste
    En physique théorique, la mécanique quantique relativiste est une théorie qui tente de marier les postulats de la mécanique quantique non-relativiste et le principe de relativité restreinte afin de décrire la dynamique quantique d'une particule relativiste, i.e. dont la vitesse classique n'est pas très petite devant la vitesse de la lumière dans le vide.
    Bon, le connaissable c'est fait... Qu'est-ce qu'il nous reste maintenant à découvrir ?

  18. #14
    Deedee81

    Re : Quand un électron absorbe un photon

    Je souligne :

    Citation Envoyé par andretou Voir le message
    dont la vitesse classique
    La vitesse dont ils parlent est la vitesse classique, pas en mécanique quantique.
    Mais en MQ, pas de vitesse à proprement parler (il y a un opérateur vitesse, bien qu'on utilise plutôt l'impulsion, avec des valeurs propres. Mais c'est loin d'être aussi "facile" qu'en mécanique classique (sauf à la limite pour un électron libre d'énergie bien définie, et encore !).
    Tout est relatif, et cela seul est absolu. (Auguste Comte)

  19. #15
    mach3

    Re : Quand un électron absorbe un photon

    Citation Envoyé par andretou Voir le message
    Je ne comprends pas. On parle pourtant bien de la vitesse de l'électron ici : https://fr.wikipedia.org/wiki/M%C3%A...ue_relativiste
    En physique théorique, la mécanique quantique relativiste est une théorie qui tente de marier les postulats de la mécanique quantique non-relativiste et le principe de relativité restreinte afin de décrire la dynamique quantique d'une particule relativiste, i.e. dont la vitesse classique n'est pas très petite devant la vitesse de la lumière dans le vide.
    vous l'avez mis en gras vous même... une autre façon moins tendancieuse de le dire aurait été "dont l'énergie est significativement supérieure à son énergie de masse".

    Si on reste en classique (non quantique), on peut négliger les effet relativistes quand l'énergie cinétique est négligeable devant l'énergie de masse. Quand l'énergie devient significativement supérieure à l'énergie de masse, autrement quand l'énergie cinétique n'est plus approximée correctement par mv²/2, alors c'est que la vitesse est élevée.
    Idem en quantique, sauf qu'il n'y a plus que les concepts d'énergie et d'impulsion, celui de vitesse n'est pas retenu.

    doublé par deedee

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  20. #16
    andretou

    Re : Quand un électron absorbe un photon

    Pour conclure sur cette question de la vitesse, peut-on parler de vitesse relativiste d'une particule (en l'occurrence de l'électron autour du noyau), ou pas ?
    Bon, le connaissable c'est fait... Qu'est-ce qu'il nous reste maintenant à découvrir ?

  21. #17
    albanxiii

    Re : Quand un électron absorbe un photon

    Citation Envoyé par andretou Voir le message
    Je ne comprends pas.
    Seule partie juste de ce fil au cours de vos interventions...

    Citation Envoyé par andretou Voir le message
    On parle pourtant bien de la vitesse de l'électron ici : https://fr.wikipedia.org/wiki/M%C3%A...ue_relativiste
    En physique théorique, la mécanique quantique relativiste est une théorie qui tente de marier les postulats de la mécanique quantique non-relativiste et le principe de relativité restreinte afin de décrire la dynamique quantique d'une particule relativiste, i.e. dont la vitesse classique n'est pas très petite devant la vitesse de la lumière dans le vide.
    Citez le passage de ce texte où il y a le mot "électron" dans ce cas...
    Not only is it not right, it's not even wrong!

  22. #18
    andretou

    Re : Quand un électron absorbe un photon

    Citation Envoyé par mach3 Voir le message
    Sinon, ce n'est pas l'électron qui absorbe le photon, c'est l'atome.
    Est-ce à dire qu'un électron libre (par exemple dans un plasma) ne peut pas absorber de photon ?
    Bon, le connaissable c'est fait... Qu'est-ce qu'il nous reste maintenant à découvrir ?

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  24. #19
    Deedee81

    Re : Quand un électron absorbe un photon

    Salut,

    Citation Envoyé par andretou Voir le message
    Est-ce à dire qu'un électron libre (par exemple dans un plasma) ne peut pas absorber de photon ?
    Non, en effet. Il peut par contre le diffuser (y compris avec changement de fréquence/longueur d'onde/énergie du photon, c'est l'effet Compton).

    Attention, pour le plasma je ne garantit rien car les électrons n'y sont pas vraiment libres : ils sont souvent guidés/piégés par des champs magnétiques et/ou électriques (que ce soit dans le Soleil ou un Tokamak par exemple, il me semble d'ailleurs, à confirmer, qu'un moyen de chauffage du plasma est l'envoi de micro-ondes, donc en fait de photons). Je ne suis pas vraiment spécialiste des plasmas (domaine étonnamment compliqué).
    Tout est relatif, et cela seul est absolu. (Auguste Comte)

  25. #20
    mach3

    Re : Quand un électron absorbe un photon

    Citation Envoyé par andretou Voir le message
    Est-ce à dire qu'un électron libre (par exemple dans un plasma) ne peut pas absorber de photon ?
    ben oui, il n'absorbe pas, il diffuse.

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  26. #21
    albanxiii

    Re : Quand un électron absorbe un photon

    Citation Envoyé par andretou Voir le message
    Pour conclure sur cette question de la vitesse, peut-on parler de vitesse relativiste d'une particule (en l'occurrence de l'électron autour du noyau), ou pas ?
    STOP !

    On est hors sujet. Il n'est pas question de ça dans le premier message.

    Vous appliquez toujours le même schéma :
    - poser une question pour laquelle vous n'avez pas les moyens de comprendre la réponse, ni même la question (cf. message #1 de ce fil)
    - on pointe vos incohérences et insuffisances, et vous vous braquez
    - vous contre attaquez alors en posant une autre question où figure un mot qui figurait dans la première question, mais qui n'a aucun rapport. Ici "peut-on parler de vitesse relativiste d'une particule". Réponse : oui, évidemment !
    - mais vous trouvez le moyen de glisser une peau de banane quand même. Ici la petite parenthèse "(en l’occurrence de l'électron autour du noyau)". Réponses : données dans les messages #2 et #3
    - et indéfiniment, vous insistez en répétant le procédé en boucle. V'la qu'il est question de plasma à présent, alors que le sujet initial était l’absorption d'un photon par un électron atomique...
    - au final la discussion part dans tous les sens et il n'en ressort rien de constructif.

    (allez-y signalez...)
    Dernière modification par albanxiii ; 28/11/2018 à 13h48. Motif: Ajout d'édulcorant...
    Not only is it not right, it's not even wrong!

  27. #22
    mach3

    Re : Quand un électron absorbe un photon

    Citation Envoyé par andretou Voir le message
    Pour conclure sur cette question de la vitesse, peut-on parler de vitesse relativiste d'une particule (en l'occurrence de l'électron autour du noyau), ou pas ?
    Il y a toujours des situations où la position est tellement imprécise (faisceau d'électron assez large, qu'on ne force pas à passer à travers une fente par exemple) qu'on peut parler de vitesse et traiter les choses par la mécanique classique ou relativiste non quantique. Dès qu'une particule est "trop confinée" (typiquement un électron lié à un noyau), le concept de vitesse devient inopérant.

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  28. #23
    andretou

    Re : Quand un électron absorbe un photon

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    plasmas (domaine étonnamment compliqué).
    Tu veux parler du phénomène de "plasma wave echoe" ?
    Il est surprenant qu'il n'y ait quasiment rien en Français sur internet là-dessus (en tous cas je n'ai pas trouvé)...
    Bon, le connaissable c'est fait... Qu'est-ce qu'il nous reste maintenant à découvrir ?

  29. #24
    Deedee81

    Re : Quand un électron absorbe un photon

    Citation Envoyé par andretou Voir le message
    Tu veux parler du phénomène de "plasma wave echoe" ?
    Non, des plasmas en général.

    Citation Envoyé par andretou Voir le message
    Il est surprenant qu'il n'y ait quasiment rien en Français sur internet là-dessus (en tous cas je n'ai pas trouvé)...
    Sans doute parce que très pointu => on trouve essentiellement les publications scientifiques qui sont presque toujours en anglais !

    Citation Envoyé par mach3 Voir le message
    Il y a toujours des situations où la position est tellement imprécise (faisceau d'électron assez large, qu'on ne force pas à passer à travers une fente par exemple) qu'on peut parler de vitesse et traiter les choses par la mécanique classique ou relativiste non quantique. Dès qu'une particule est "trop confinée" (typiquement un électron lié à un noyau), le concept de vitesse devient inopérant.
    Oui, et d'ailleurs, le passage à travers une fente montre le caractère ondulatoire : diffraction, interférences...
    Et le caractère rectiligne sans fente s'apparente plutôt à l'optique géométrique (trajectoire rectiligne d'un "faisceau" ondulatoire, comme les "rayons de soleil").
    Tout est relatif, et cela seul est absolu. (Auguste Comte)

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  31. #25
    Deedee81

    Re : Quand un électron absorbe un photon

    Bonjour,

    Je prend la liberté de fermer ce fil :
    - Il a engendré trop de frictions et de bagarres
    - L'essentiel sur la question originale a été dit

    Andretou,
    - N'oublie pas qu'un modérateur qui écrit en noir s'exprime en tant que simple contributeur, et à ce titre nous n'avons pas statut spécial.
    - Relit attentivement le message en vert
    - Et tiens compte des remarques d'Albanxiii où il a expliqué que tu as tendance à partir dans tous les sens, il a raison, ce qui n'engendre pas des discussions constructives et sereines.

    Et surtout n'oublie pas que si quelqu'un te conseille d'étudier tel ou tel domaine, ce n'est en rien une insulte. Et si cela s'avère inutile, signale juste que tu as déjà étudié ce domaine (c'est déjà arrivé, il y a déjà eut des malentendus de ce genre mais en onze ans depuis que je suis sur Futura, c'est rarement arrivé : deux ou trois fois peut-être. Mais même dans ce cas, inutile de se mordre: j'aime toujours à rappeler que la viande humaine a un mauvais goût )

    Restons calme, serein, cold blood comme disait un ami vampire Et ça, ça s'adresse à tout le monde. Surtout avant les fêtes.... faut garder la forme pour les réveillons

    Merci.
    Tout est relatif, et cela seul est absolu. (Auguste Comte)

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