L'énergie des électrons

[inviteeb74179e]

Bonjour, merci de vos discussions passionnantes.
Depuis longtemps je me demande d’où vient l’énergie des électrons qui leur donne toutes les propriétés extraordinaires comme le magnétisme, les champs électriques, la foudre, l’envoi des photons (la lumière) et bien d’autres.
L’utilisation de l’énergie est sensée augmenter l’entropie, mais cette règle ne semble pas s’appliquer aux électrons. Je n’arrive pas à comprendre pourquoi. Auriez-vous une idée ?
Merci d’avance et salutations.
Serendipity
-----

[jacknicklaus]

Bonsoir,

il existe sur ce forum une règle qui préconise de ne pas réveiller un fil endormi (le post précédent le tien date d'il y a ... 8 ans !!) et d'en ouvrir un neuf, par souci de clarté.

[Deedee81]

Bonjour,

il existe sur ce forum une règle qui préconise de ne pas réveiller un fil endormi (le post précédent le tien date d'il y a ... 8 ans !!) et d'en ouvrir un neuf, par souci de clarté.

Bien vu, j'avais regardé la date mais je n'avais pas fait attention.... à l'année.

Serendipity, ne crée pas de discussion, j'ai juste déplacé les messages.

[Deedee81]

Depuis longtemps je me demande d’où vient l’énergie des électrons qui leur donne toutes les propriétés extraordinaires comme le magnétisme, les champs électriques, la foudre, l’envoi des photons (la lumière) et bien d’autres.
L’utilisation de l’énergie est sensée augmenter l’entropie, mais cette règle ne semble pas s’appliquer aux électrons. Je n’arrive pas à comprendre pourquoi. Auriez-vous une idée ?

Il y a beaucoup de confusion là dedans.

L'énergie n'est pas à l'origine du champ magnétique, celui-ci est dû à la charge électrique et au spin (et au moment angulaire orbital) des électrons.
Et l'énergie n'augmente pas (nécessairement) l'entropie. Déjà l'entropie est une propriété macroscopique, tout comme la température par exemple, ça n'a pas beaucoup de sens de parler de l'entropie d'un seul électron. Mais un gaz d'électron obéit parfaitement aux lois habituelles de la physique statistique.

Et les électrons obéissent aux mêmes règles que tout le reste de la physique (même si ce n'est pas toujours simple, avec les électrons on est dans le domaine de la physique quantique).
Le magnétisme n'est pas simple non plus, que ce soit le paramagnétisme, le diamagnétisme, le ferromagnétisme, il faut plusieurs ingrédients : physique quantique, physique statistique.

Quand à l'énergie que les électrons ont dans les atomes ils viennent de l'interaction électrique entre le noyau (chargé positivement) et l'électron chargé négativement. Et en changeant d'état, cette énergie peut être absorbée/émise sous forme de photons.

[A voir en vidéo sur Futura]

[inviteeb74179e]

Merci beaucoup pour votre réponse.
Si j’ai bien compris, l’entropie est une propriété macroscopique, et il n’y a pas d’entropie au niveau quantique. Je n’y avais pas pensé !!! Et c’est très possible !!
Mais je suis quand même intriguée : vous me dites que l'énergie des électrons dans les atomes (le spin donc) vient de l'interaction électrique entre le noyau (+) et l'électron (-). Mais comment ces 2 forces peuvent-elles produire une énergie sans autre intervention ? Une force (potentielle) n’est pas une énergie, il faut une autre énergie pour la déclencher.
Merci d’avance si vous voulez me prêter un peu de vos neurones pour m’éclairer.
Sérendipity

[f6bes]

Bjr à toi, ¨Prends un béte caillou, il est plein " d'énergie "! Pose toi la question ourquoi reste il sous une forme "assemblée"?
pourquoi reste il sous forme compacte et ne se désagrége t il pas illico ?
Ca serait sacrément bien embétant! Tout serait désagréé me semble t il.
Peut etre que les 4 forces fondamentales ( voir Google) y sont pour qq chose. (si je ne me goures pas).
bonne soirée

[albanxiii]

Merci d’avance si vous voulez me prêter un peu de vos neurones pour m’éclairer.

C'est vous d'apprendre un peu de physique de base plutôt. Vous demandez des explications de niveau compétition, alors que vous n'avez pas le niveau débutant. Il faut donc travailler un peu pour monter votre niveau. Les cours en ligne ne manquent pas.

[inviteeb74179e]

f6bes et albanxiii - Vous n’êtes pas très sympas avec moi. Je ne vois pas à quoi cela vous avance. Vous aurais-je offensés ? Depuis mon inscription en 2010 j’ai acquis suffisamment de connaissances pour savoir exactement la portée des questions que je pose. Mais vous, avez-vous ces connaissances ? J’en doute.

[inviteeb74179e]

J'annule ce message, pas posté au bon endroit. Mille excuses

[inviteeb74179e]

f6bes et albanxiii - Vous n’êtes pas très sympas avec moi. Je ne vois pas à quoi cela vous avance. Vous aurais-je offensés ? Depuis mon inscription en 2010 j’ai acquis suffisamment de connaissances pour savoir exactement la portée des questions que je pose. Mais vous, avez-vous ces connaissances ? J’en doute.

[albanxiii]

Vous voulez vraiment que je sois méchant ?

Si je l'étais je commenterais cette énormité :

l'énergie des électrons dans les atomes (le spin donc)

[f6bes]

f6bes et albanxiii - Vous n’êtes pas très sympas avec moi. Je ne vois pas à quoi cela vous avance. Vous aurais-je offensés ? Depuis mon inscription en 2010 j’ai acquis suffisamment de connaissances pour savoir exactement la portée des questions que je pose. Mais vous, avez-vous ces connaissances ? J’en doute.

Bjr à toi,
Je n'ai pas été de ANTI sympa avec toi. J'ai juste essayé de titiller tes neurones pour
que tu te poses des questions!
Je ne suis meme pas sur que ma réponse (forces fondamentales) s'applique au sujet.
Faut tout simplement etre curieux de tout et voir si les déductions que l'on fait
sont compatibles avec ce que l'on pense.
Je n'ai pas dit que j'avais LA connaissance (et j'en suis trés loin) .
Si tu te CROIS offensé ( c'est toi qui en décide ) je dirais que tu es relmativement suspicieux.
Bonne journée
Bonne journée

[Deedee81]

Bonjour,

On va se calmer. Et, Serendipity, je te garantit que Albanxiii et f6bes sont tout à fait compétent et sa réaction est assez compréhensible.
Et attention à Dunning et Kruger, toujours à l'affûts.

[Deedee81]

Salut,

Si j’ai bien compris, l’entropie est une propriété macroscopique, et il n’y a pas d’entropie au niveau quantique.

Il serait plus juste de dire "pas d'entropie au niveau d'une seule particule" (de même, pas de température, de pression,...). Ce sont des concepts macroscopiques/thermodynamiques/statistiques, liés au grand nombre de particules.
Bien que la mécanique quantique s'appliquant en général à l'échelle des particules c'est presque juste (mais, par exemple, un supraconducteur doit faire appel à la mécanique quantique pour sa description et un supraconducteur a une température, une entropie. quantique n'est pas synonyme de petit ou de peu de particules).

Je n’y avais pas pensé !!! Et c’est très possible !!

Ce n'est pas très possible. C'est ainsi. Ce sont des concepts définis de manière statistique. Exemple, la température (absolue) est la grandeur T telle que l'énergie moyenne des particules est E = (n/2)kT où k est la constante de Bolzmann et n le nombre de degrés de liberté des particules.
Voir ici https://fr.wikipedia.org/wiki/Physique_statistique
par exemple comme début.

Mais je suis quand même intriguée : vous me dites que l'énergie des électrons dans les atomes (le spin donc)

Rien à voir avec le spin. Le spin est le moment angulaire intrinsèque (comme une toupie). Aucun lien avec l'énergie (une toupie si, mais pas une particule quantique).

vient de l'interaction électrique entre le noyau (+) et l'électron (-).

Exact, tout comme l'énergie produite par un barrage vient de l'interaction gravitationnelle de la masse d'eau et de la Terre.

Mais comment ces 2 forces peuvent-elles produire une énergie sans autre intervention ?

Elle n'est pas produite puisqu'elle est.... constante !!!! (sauf excitations/désexcitations de l'atome)
Prend un électron très loin d'un noyau (sans électron), trèèèèès loin, l'énergie d'interaction est zéro, ces particules sont libres.
Lorsque l'électron approche du noyau, alors la force électrostatique va jouer. Le travail exercé par la force (ça c'est de la mécanique archi classique) étant la force fois la distance de déplacement du point d'application. Cette énergie va se dissiper (par exemple sous forme de photon) et l'électron se lier au noyau, son énergie dans l'hydrogène étant par exemple -13.6 eV (énergie plus faible qu'à l'état libre, donc négative avec la convention d'une énergie nulle à grande distance).

De même dans les excitations/désexcitations, l'électron change d'orbite (d'orbitale en fait) et la distance au noyau change et donc à cause des forces électrostatiques on a un travail exercé et une variation de l'énergie.

Une force (potentielle) n’est pas une énergie,

Une énergie potentielle est une énergie. "Force potentielle" n'a pas de signification ici.
Lit ceci : https://fr.wikipedia.org/wiki/Travail_d%27une_force
C'est un début simple.

il faut une autre énergie pour la déclencher.

"déclencher", c'est le mot. L'énergie varie quand il y a variation (comme aurait dit Lapalisse). Et pour un électron dans un atome, sans excitation, sans variation..... y a rien à déclencher.

Exemple, pour exciter un électron dans un atome, il faut en effet de l'énergie. Celle-ci peut être fournie par un photon, par une collision, par un autre électron excité qui se désexcite (et même parfois par le noyau quand il est instable, dans certains processus radioactifs).

[invite9137ea99]

Prend un électron très loin d'un noyau (sans électron), trèèèèès loin, l'énergie d'interaction est zéro, ces particules sont libres.
Lorsque l'électron approche du noyau, alors la force électrostatique va jouer.

Bonjour. À partir de quelle distance la force peut elle jouer ? Merci

[Deedee81]

Bonjour. À partir de quelle distance la force peut elle jouer ? Merci

A priori.... l'infini. Mais elles sont en 1/r² donc à grande distance elles sont plutôt négligeables. Pour un proton je dirais à quelques centaines de fois le diamètre d'un atome. Tout dépend de la précision des calculs et des mesures du physicien Et comme l'environnement n'est jamais totalement vide, là où se trouve l'électron, il a toutes les chances de subir des forces bien plus grande que celle de son copain le proton situé loin de là.

[yvon l]

Pour comprendre le lien force-énergie il faut s’interroger plus fondamentalement, par exemple dans le cadre simple de la gravitation ou un seul type de force intervient.
Voilà comme je présente ce problème dans le cadre de la relativité de la mécanique classique

La mécanique de la gravitation se résume à constater que dès lors , quand on à 2 masses, apparaît une information particulière qui les relie qu’on appelle force. Si on attache un observateur à une des 2 masses (songer à un observateur lié à la terre) on peut construire une mécanique ou on voit émergé le concept d’énergie.
L’observant attaché à la seconde masse voit à un instant donné la masse observée M à une distance donné D , animée d’une vitesse instantanée V , soumis à une force F
En un autre instant D, V et F sont différents, mais une relation qui fait intervenir ses 4 grandeurs est constante. C’est cette combinaison mesurable particulière qu’on appelle énergie (1/2MV², F* D ) (F est la composante de la force dans la direction de la trajectoire)
Plus exactement une variation de l’énergie 1/2MV² de la masse , est accompagné d’un travail F*D . Cette valeur est un transfert d’une énergie puisée ou reçue dans une énergie dite potentielle. Cette énergie potentielle est directement liée à la masse «observante», c’est une propriété de celle-ci qu’on développe en utilisant la notion de champ.