La quantification de l'énergie dans l'atome d'hydrogène

Résumé du document

Description du spectre

Dans son état normal, la matière n'émet aucun rayonnement. Mais lorsqu'elle est « excitée » c'est-à-dire lorsqu'on lui fournit de l'énergie, elle peut « restituer » cette énergie sous forme lumineuse (ou plus généralement sous forme de rayonnement électromagnétique). L'énergie fournie peut l'être sous forme thermique ou électromagnétique (...)

Extraits

[...] n m ' Série de Domaine n = 1 Lyman (1916) UV lointain n = 2 Balmer (1885) Visible et proche UV n = 3 Paschen n = 4 Brackett n = 5 Pfund (1908) (1922) (1924) Infrarouge III –INTERPRETATION DE BOHR A la fin du 19ème siècle la physique du continu était incapable de donner une interprétation théorique de ce spectre. [...]

[...] Si on remplace E n et E m par leur expression déduite du modèle de Bohr, on a : ! = 1 # Em $ En m e4 & ) = = = $ ( " c hc 02h3c ' n 2 m 2 * Cette expression est identique à celle de Ritz en posant : RH = me 4 h 3 c Photo ci contre : Niels Bohr (1885-1962), physicien Danois, prix Nobel de physique en 1922. Il fut l'un des principaux artisans de l'édification de la physique quantique On trouve en faisant l'application numérique RH = 109737,8 cm-1 ce qui est en excellent accord avec la valeur de la mesure expérimentale. [...]

[...] Dans ce cas, les niveaux d'énergie des divers électrons de l'atome sont décrits cette fois par plusieurs nombres quantiques, comme nous le verrons dans le chapitre suivant. [...]

[...] Il fallut alors faire appel à une description discontinue, corpusculaire du rayonnement : c'est la théorie des quanta, mise au point par Planck (1900). Dans cette théorie, l'énergie transportée par le rayonnement est quantifiée, chaque grain de rayonnement ou photon possédant le quantum d'énergie ! = h " , ! étant la fréquence du rayonnement et h une constante fondamentale, appelée constante de Planck qui vaut : h = !34 J.s . Le photon est une particule de masse nulle. [...]

[...] Ce dernier est constitué du champ électrique E et du champ magnétique B ( voir cours de physique de PT Le champ électromagnétique transporte de l'énergie, c'est une onde, c'est-à-dire un phénomène ondulatoire, caractérisée par : Une vitesse de propagation c . Une fréquence ! = 1 (nombre d'oscillations par seconde), c'est une périodicité temporelle. T Une longueur d'onde ! (distance parcourue pendant le temps d'une oscillation), c'est une périodicité spatiale. Comme la fréquence est aussi le nombre de longueurs d'onde parcourues pendant une seconde, ces trois grandeurs sont liées par la relation : ! = cT = c " La vitesse de propagation des ondes électromagnétiques dans le vide est toujours la même. [...]