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Energie de l'electron en orbite




  1. #1
    shub22

    Energie de l'electron en orbite

    Voilà une question difficile dès qu'on s'intéresse à la physique des particules.

    La modélisation de l'énergie de l'électron en orbite existe mais modélisation la + précise concerne semble-t-il le cas de l'hydrogène qui comporte un seul électron. Après il faut tenir compte des forces électrostatiques entre électrons sur différentes orbitales en concurrence avec l'attraction du noyau et là, le calcul devient compliqué.

    Je suis en train de lire un livre d'un polytechnicien sur la MQ qui suscite des tas de questions, mais des questions de base encore que j'imagine que tout ce qu'il dit a du être vérifié ultra-vérifié. Donc fiable..
    Voici quelque unes de ces assertions:
    1° il existe une corrélation entre état flou et et état méta-stable c.-à-d. dire que toute particule est dans un état indéterminé avant qu'on ne l'observe. Le continu et le discret sont 2 possibilités pour la particule mais la quantition (terme qui revient chez lui et dont je ne comprends pas très bien la signification) est surnommée aussi par lui "menace quantique", concept aussi ardu à concevoir et semblant faire partie de sa propre terminologie et conceptualisation.
    2° Selon ce que j'ai lu l'énergie d'un électron est de + en + plus élevée au fur et à mesure qu'il progresse vers une orbite (orbitale serait + approprié dans ce cas) éloignée du noyau.
    Ces dernières sont repérées par les lettres K,L,M,N etc. donc l'énergie sur une couche périphérique est maximum. Or c'est sur cette couche qu'un photon incident d'énergie E=hν peut le plus facilement détacher la particule qui deviendra électron libre. N'y a-t-il pas contradiction ? Il me semble dans mes souvenirs que plus un électron se rapprochera du noyau en quittant son orbite (i.E. se retrouvera par exemple de la couche N à M) , il émettra un photon. Réciproquement pour le faire atteindre une couche supérieure donc de + haute énergie il faudra lui fournir un photon incident.
    Mais la longueur d'onde de ce photon incident rencontrant l'électron doit exactement correspondre à la différence d'énergie associée à la nouvelle énergie qu'il sera censée avoir sur cette orbitale + éloignée, me semble-t-il pour que la migration de l'électron se produise
    Si c'est le cas dans la théorie il y aurait donc une extrêmement faible probabilité pour que l'électron quitte son orbitale pour une autre ? Il ne le pourrait , en suivant la théorie qu'en admettant qu'il soit impacté par un photon qui ait PILE la bonne longueur d'onde, donc la bonne énergie en vertu de la loi de Planck.
    De plus intuitivement il me semble que plus l'électron se rapproche du noyau au niveau orbital, plus les forces électromagnétiques deviennent gigantesques et donc son énergie cinétique et potentielle doivent devenir énormes % à un électron sur couche périphérique. Et c'est là qu'il me semble que l'électron doit être le plus stable, sur des couches proches du noyau.
    Bref tout cela m'embrouille un peu, déjà que ce sont des souvenirs un peu loin

    Je m'excuse par avance si ma question parait embrouillée et pas suffisamment claire

    -----

    “Un seul hêtre vous manque et tout est des peupliers ”

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  3. #2
    Deedee81

    Re : Energie de l'electron en orbite

    Salut,

    Citation Envoyé par shub22 Voir le message
    1° il existe une corrélation entre état flou et et état méta-stable c.-à-d. dire que toute particule est dans un état indéterminé avant qu'on ne l'observe. Le continu et le discret sont 2 possibilités pour la particule mais la quantition (terme qui revient chez lui et dont je ne comprends pas très bien la signification) est surnommée aussi par lui "menace quantique", concept aussi ardu à concevoir et semblant faire partie de sa propre terminologie et conceptualisation.
    Curieuse terminologie. Et je n'aime pas cette expression "état flou".

    Citation Envoyé par shub22 Voir le message
    2° Selon ce que j'ai lu l'énergie d'un électron est de + en + plus élevée au fur et à mesure qu'il progresse vers une orbite (orbitale serait + approprié dans ce cas) éloignée du noyau.
    Ces dernières sont repérées par les lettres K,L,M,N etc. donc l'énergie sur une couche périphérique est maximum. Or c'est sur cette couche qu'un photon incident d'énergie E=hν peut le plus facilement détacher la particule qui deviendra électron libre. N'y a-t-il pas contradiction ?
    Non, car plus l'électron a une énergie élevée plus il se rapproche de l'énergie d'un électron libre (si tu choisi E=0 pour un électron libre, alors l'énergie de liaison est négative). Et donc la différence d'énergie diminue.

    Le reste est correct mais....

    Citation Envoyé par shub22 Voir le message
    Si c'est le cas dans la théorie il y aurait donc une extrêmement faible probabilité pour que l'électron quitte son orbitale pour une autre ?
    Ce "si c'est le cas" est abusif.

    Citation Envoyé par shub22 Voir le message
    Il ne le pourrait , en suivant la théorie qu'en admettant qu'il soit impacté par un photon qui ait PILE la bonne longueur d'onde, donc la bonne énergie en vertu de la loi de Planck.
    Non, car les états excités étant métastables, leur énergie n'est pas infiniment précise. Il suffit d'un photon de "presque" la bonne énergie. Le calcul des probabilités de transition ne sont pas triviaux mais pas si difficile non plus.

    Pour la fin de ton message, oui, l'énergie cinétique moyenne d'un électron augmente en se rapprochant du noyau. Mais l'énergie potentielle électrostatique diminue (attractif) encore plus vite. D'où une énergie plus faible (donc liante) quand il s'approche du noyau.
    Tout est relatif, et cela seul est absolu. (Auguste Comte)

  4. #3
    albanxiii

    Re : Energie de l'electron en orbite

    Bonjour,

    Citation Envoyé par shub22 Voir le message
    toute particule est dans un état indéterminé avant qu'on ne l'observe.
    Non, ceci est faux.
    Si je prépare un électron avec un spin up, que je le laisse évoluer sans interaction et que je remesure son spin plus tard, je trouverai toujours up. Dans ce cas là, l'état est bien déterminé.


    Citation Envoyé par shub22 Voir le message
    Le continu et le discret sont 2 possibilités pour la particule mais la quantition (terme qui revient chez lui et dont je ne comprends pas très bien la signification) est surnommée aussi par lui "menace quantique", concept aussi ardu à concevoir et semblant faire partie de sa propre terminologie et conceptualisation.
    On dirait le sketch de Coluche, "dans les milieux autorisés, on s'autorise à penser...".

    Pour le reste de votre message, on parle d'un électron lié dans un atome. Donc, plus il est "éloigné" du noyau et moins on aura besoin de lui fournir d'énergie pour l'éloigner à l'infini.
    Not only is it not right, it's not even wrong!


  5. #4
    Deedee81

    Re : Energie de l'electron en orbite

    Citation Envoyé par albanxiii Voir le message
    Non, ceci est faux.
    Bien vu, m'avait échappé celle-là.

    Shub, peux-tu me communiquer les références du livre par MP (je veux éviter d'en faire la pub, au moins pour l'instant) ?
    Tout est relatif, et cela seul est absolu. (Auguste Comte)

  6. #5
    albanxiii

    Re : Energie de l'electron en orbite

    Le fameux livre du polytechnicien : https://forums.futura-sciences.com/p...quantique.html
    Not only is it not right, it's not even wrong!

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    Deedee81

    Re : Energie de l'electron en orbite

    Oulàlà, me souvient. Ca me rappelle le livre de.... euh, comment c'était encore, Le Grand Ranma" ? Ou un truc du genre.

    Shub, il serait bon que tu poses tes questions (qui ne sont pas nécessairement dénuées d'intérêt) mais sans faire référence à ce livre. Déjà qu'on a fermé l'autre fil !
    (et il est encore temps d'utiliser ce livre, par exemple, pour caler un meuble par exemple).
    Tout est relatif, et cela seul est absolu. (Auguste Comte)

  9. #7
    shub22

    Re : Energie de l'electron en orbite

    Oui je crois que ça embrouille même si visiblement il connaît la mécanique quantique (sans doute plutôt bien!) mais en introduisant ses propres concepts comme "état flou": terme plus que bizarre et jamais vu ailleurs et ça rend les choses encore plus incompréhensibles. Et encore il y a une suite que je vous passe sous silence, mais je pense que je devrais effectivement m'en servir comme cale-porte et laisser tomber cette lecture.
    On dirait un coup de pub de son éditeur et quand on voit ce qu'il a écrit par ailleurs, on a de quoi avoir des doutes: l'origine quantique de la conscience (ahem, 5 points d'exclamation) et le suivant s'appelle carrément La conscience quantique et l'au-delà. Là j'abandonne!!
    Bon j'aurais dû regarder sa bibliographie avant d'acheter le livre
    Il cite une phrase de Jim Al-Khalili dans son livre Quantum que vous connaissez peut-être: si la mécanique quantique nous a appris quoi que ce soit, c'est que chercher des explications rationnelles est futile
    Là pour le coup c'est la voie de la raison je crois.
    Merci pour vos explications sinon et je vais en rester là je crois
    “Un seul hêtre vous manque et tout est des peupliers ”

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  11. #8
    Deedee81

    Re : Energie de l'electron en orbite

    Salut,

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Le Grand Ranma
    Non, le Grand Ramtha, un guerrier lémurien d'il y a 35000 ans

    Citation Envoyé par shub22 Voir le message
    Merci pour vos explications sinon et je vais en rester là je crois
    Pour les questions sur la physique quantique ça reste bien venu.
    Et de toute façon, il y a déjà assez de trucs bizarres et étranges en mécanique quantique sans devoir plonger plus loin dans la conscience quantique ou autre bizarreries New Age.
    (mon préféré : faire disparaitre les franges d'interférences de Young en mesurant pas où passe l'électron à l'aide d'un dispositif de mesure sans interaction ou d'un dispositif dit de mesure faible. Mais il y en a pleins).
    Tout est relatif, et cela seul est absolu. (Auguste Comte)

  12. #9
    shub22

    Re : Energie de l'electron en orbite

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Salut,



    Non, le Grand Ramtha, un guerrier lémurien d'il y a 35000 ans



    Pour les questions sur la physique quantique ça reste bien venu.
    Et de toute façon, il y a déjà assez de trucs bizarres et étranges en mécanique quantique sans devoir plonger plus loin dans la conscience quantique ou autre bizarreries New Age.
    (mon préféré : faire disparaitre les franges d'interférences de Young en mesurant pas où passe l'électron à l'aide d'un dispositif de mesure sans interaction ou d'un dispositif dit de mesure faible. Mais il y en a pleins).
    C'est vrai qu'il semble qu'il y en ait plein et la récente expérience de Jérusalem met en relief une bizarrerie de plus.
    Pouvez-vous me donner la référence dont vous parlez à la dernière ligne, celle qui fait disparaître les franges d'interférence à l'aide d'un dispositif sans interaction ?
    “Un seul hêtre vous manque et tout est des peupliers ”

  13. #10
    Deedee81

    Re : Energie de l'electron en orbite

    Citation Envoyé par shub22 Voir le message
    Pouvez-vous me donner la référence dont vous parlez à la dernière ligne, celle qui fait disparaître les franges d'interférence à l'aide d'un dispositif sans interaction ?
    Elle est de moi.
    Je combine juste l'expérience de Young avec la mesure du passage de l'électron (voir le cours de Feynman par exemple)
    Et les mesures sans interaction (https://fr.wikipedia.org/wiki/Contra...%A9_(physique) ou beaucoup mieux : https://en.wikipedia.org/wiki/Elitzu...an_bomb_tester ou encore mieux https://arxiv.org/abs/quant-ph/0508102 (l'expérience qu'il analyse a réellement été réalisée) )

    Rien de fabuleux mais j'aime bien. J'en parle ici aussi : http://www.scribd.com/doc/50186918/M...tique-Tome-VII
    Tout est relatif, et cela seul est absolu. (Auguste Comte)

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