Interaction lumière-matière

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1 Interaction lumière-matière
Chapitre 4: Interaction lumière-matière Max Planck ( ) et Albert Einstein ( ) en 1929

2 La catastrophe ultraviolette de la théorie classique
(non quantique de Rayleigh et Jeans) :

3 I. Quantification (Act. 1p60 et 2p61)
Un rayonnement monochromatique ne peut échanger avec la matière que des énergies multiples d’une quantité appelée quantum d’énergie: DE le quantum d’énergie en J DE =h.n n la fréquence du rayonnement en Hz h la constante de Planck (h=6, J.s) Modèle corpusculaire du rayonnement: considéré comme un ensemble de corpuscules appelés photons, transportant le quantum d’énergie h.n. L’électronvolt (eV) est une énergie adaptée aux quantums d’énergie: 1 eV = 1, J

4 La physique quantique a établi l’existence de niveaux d’énergie quantifiés pour l’ensemble de la matière.

5 II. Aspect ondulatoire

6 La longueur d’onde est la distance parcourue par l’onde pendant une période:

7 l = c . T et T=1/ n l = c / n n = c / l donc DE = h.n = h.c/l
Longueur d’onde l (m), Période T (s), fréquence n (Hz) et Energie (J) du quantum: C= 3, m/s célérité de la lumière dans le vide l = c . T et T=1/ n l = c / n n = c / l donc DE = h.n = h.c/l

8 Absorption: Emission: 2. Diagrammes de niveaux d’énergie et spectres
DE =Esup-Einf Raie sombre correspondant à l dans le spectre d’absorption Longueur d’onde de la raie correspondante: l = h.c / (Esup-Einf)

9 3. Le spectre solaire

10 Emission thermique (loi de Wien) + Absorptions atomiques (raies) et moléculaires (bandes)