Bonjour à tous
On sait qu'un corps émet d'autant plus de rayonnements que sa température est élevée.
Or la température est la conséquence de l'agitation moléculaire.
Autrement dit, pour quelle raison des molécules qui s'agitent rayonnement-elles ?
Merci d'avance pour vos réponses
La grossièreté et l'invective sont les armes préférées d'une pensée impuissante.
Salut,
Parce que leur état change (collisions, modifications de leur état de translation, rotation, vibration.... voir les niveaux électroniques à haute température). Pour des solides c'est surtout les états de vibrations (phonons), pour les gaz c'est surtout translation/rotation, parfois vibrations (à température ambiante).
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Autrement dit, l'énergie cinétique (vibrations, collisions) est transformée en rayonnement ?Envoyé par Deedee81
Mais selon quel processus ?
La grossièreté et l'invective sont les armes préférées d'une pensée impuissante.
Processus quantiques. Tous ces états sont quantifiés (et avec des particules ayant des charges électriques, leur cortège électronique). Et les changements d'états peuvent se faire par échange de photons. On en a déjà parlé avec la combustion, ce n'est pas différent. Tu peux relire la discussion.
Quelques exemples. Avec les rotations :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Spectr..._rotationnelle
https://slideplayer.fr/slide/11784523/
Au niveau du détail, l'interaction entre le photon et les états électroniques, c'est TRES compliqué. Au niveau mécanique quantique traditionnelle (équation de Schrödinger) on ajoute des termes d'interaction avec le champ électromagnétique et de là des calculs ardus et si on veut être plus précis il faut passer à la théorie quantique des champs et ça devient encore plus compliqué : https://www.amazon.fr/Processus-dint.../dp/2868833586
(ce livre est bien mais faut vraiment s'accrocher, c'est très technique et ardu)
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Merci pour ces liens.
L'énergie de rotation d'une molécule lui permet donc de rayonner dans l'IR et dans les Micro-ondes (mais pas dans le spectre visible) ?
En effet, la molécule étant en rotation, ses électrons, voire ses noyaux, sont soumis à une accélération tangentielle, et de ce fait ils rayonnent, conformément aux lois de Maxwell-Larmor. Est-ce correct ?
Par ailleurs, l'énergie cinétique des molécules, quant à elle, produit des chocs entre les molécules, donc des accélérations. Ces accélérations font-elles rayonner les molécules conformément aux lois de Maxwell-Larmor, bien que les molécules soient globalement neutres ?
Enfin, les rayonnements dans le visible sont-ils dus essentiellement à l'énergie de rotation, ou à l'énergie cinétique des molécules ?
Dernière modification par andretou ; 07/09/2020 à 11h18.
La grossièreté et l'invective sont les armes préférées d'une pensée impuissante.
L'énergie des états de rotation est assez faible et se situe typiquement dans les infra-rouges ou les micro-ondes.
Houlà, non, oublie la physique classique, oublie Maxwell-Larmor et bonjour Monsieur Schrödinger.
Dans le visible c'est translation/vibration/niveaux électroniques.
Parfois dans les électrons libres (métaux) ou les états délocalisés (typiquement les colorants).
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Ok, mais quel est le lien entre l'équation de Schröndinger et l'énergie rayonnée par un électron, un atome ou une molécule ?
Et pour ce qui est de la lumière d'une flamme, quelle est son origine ?
La grossièreté et l'invective sont les armes préférées d'une pensée impuissante.
Le lien c'est :
- le terme de couplage dans l'hamiltonien entre la fonction d'onde de l'électron et le champ électromagnétique
- et une tonne de calculs très compliqués
un exemple typique d'un tel couplage : https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89...ique_quantique
La forte température (qui provoque l'excitation des atomes de gaz, et en revenant dans leur état de base => hop émission de lumière. Exemple très caractéristique, quand on a un peu de sodium, par exemple un peu de sel, dans la famme on a une lumière orangée qui vient des raies principales d'émission de l'atome de sodium).
Dernière modification par Deedee81 ; 07/09/2020 à 13h24.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Pourrais-tu STP préciser pourquoi une forte température provoque l'excitation des atomes de gaz ?
Comment l'énergie cinétique des atomes se transforme-t-elle en augmentation de leurs niveaux d'énergie ?
La grossièreté et l'invective sont les armes préférées d'une pensée impuissante.
Message #1
Message #9
On tourne en rond... (ou alors il faut consulter pour Alzheimer).
La chaleur se propage de proche en proche, par agitation moléculaire. La température suit le flux de chaleur.
Dernière modification par albanxiii ; 07/09/2020 à 18h45.
"Dans la vie, rien n'est à craindre, tout est à comprendre." Marie Curie
Attention à la confusion ! La température est la conséquence de l'agitation des molécules (l'énergie cinétique moyenne), mais l'excitation des molécules quant à elle (et non leur agitation) est due à quoi ?
La grossièreté et l'invective sont les armes préférées d'une pensée impuissante.
Ca c'est ok. Mais pour quelle raison un corps rayonne-t-il d'autant plus qu'il est chaud ?
La grossièreté et l'invective sont les armes préférées d'une pensée impuissante.
Les collisions excitent les molécules (transfert d'énergie des degrés de liberté externes (énergie cinétique de translation) vers les degrés de libertés internes (rotation, vibration, électrons)). Il me semble que c'est ça qui vous manque...
Bingo !
Mais concrètement comment s'opèrent ces transferts d'énergies ?
La grossièreté et l'invective sont les armes préférées d'une pensée impuissante.
Eh bien ça rentre dans la catégorie des collisions inélastiques. Comme je l'ai dit, une partie de l'énergie cinétique est transférée et sert à exciter des degrés de liberté internes.
Si vous imaginez une molécule comme des masses (noyaux) reliées entre elles par des ressort (approximation harmonique des potentiels interatomiques), ce n'est pas difficile d'imaginer que si vous envoyez un projectile là-dessus, vous allez faire tout gigoter (excitations rotationnelle et vibrationnelle).
Dernière modification par coussin ; 07/09/2020 à 22h14.
Salut,
Pour être plus concret, rien à faire, faut mettre les mains dans cambouis. Comme le lien du message 8. Noter les interactions en jeu, utiliser l'hamiltonien approprié, calculer....
C'est d'ailleurs si compliqué qu'aucun physicien au monde ne s'amuse à calculer le rayonnement d'un gaz en utilisant les équations de la mécanique quantique (*). On le fait "étage par étage" :
- avec les équations comme celle du lien du message 8 on calcule comment se comportent les atomes et en particulier en présence de rayonnements
- avec des équations approchées, on obtient des relations entre atomes comme https://fr.wikipedia.org/wiki/Potentiel_de_Morse pour calculer comment vont se comporter les molécules (vibrations rotations)
- Avec ces résultats en main on fait alors des calculs de physique statistique. Là on s'en fout des détails quantiques, ce qui compte est qu'il y a des échanges d'énergie et beaucoup de molécules (à part qu'on va utiliser les statistiques quantiques). On va par exemple calculer : http://www.normalesup.org/~baglio/ph...Corps_noir.pdf
Mais typiquement un (bon) livre décrivant ça est un livre entier pour le premier et le deuxième étage : comme le livre de Léonard L. Schiff (mécanique quantique) ou plus si on s'intéresse aux relations moléculaires avec la chimie quantique. Et un autre livre tout entier pour le dernier étage comme le très bon livre de physique statistique de Couture. Et chacun travaille dans son domaine
(*) Tes questions insistantes pour aller de plus en plus vers le détail ça revient à dire :
"expliquez moi comment faire ce que personne ne peut faire et sans me donner les moyens pour le faire"
Dernière modification par Deedee81 ; 08/09/2020 à 06h38.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Ah, je crois que je commence à comprendre ! En effet, on sait que l'énergie cinétique peut être transformée en particules et en rayonnements, lors de collisions entre hadrons notamment.
Dans les collisions entre molécules lors d'une combustion, est-ce que l'énergie cinétique peut également se transformer directement en rayonnements ? Ou faut-il nécessairement passer par l'excitation puis la désexcitation des électrons pour produire les rayonnements ?
Enfin, lors d'une combustion à très haute température, est-ce que les chocs entre les molécules peuvent produire leur ionisation ? Par exemple, la flamme d'un fer à souder est-elle le résultat d'une ionisation (puis "déionisation") des molécules ? La flamme d'une bougie ?
La grossièreté et l'invective sont les armes préférées d'une pensée impuissante.
Ca fait intervenir les électrons mais ça peut être direct, sans exciter les états électroniques. Seulement les états de rotation / vibration.
Oh oui, c'est suffisant.
Dernière modification par Deedee81 ; 08/09/2020 à 09h33.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
