Effet photoélectrique

Présentation au sujet: "Effet photoélectrique"— Transcription de la présentation:

1 Effet photoélectrique
Énergie d`un photon du champ EM Plus n est grand, plus le photon est énergétique Atkins, fig.(11.12)

2 Rayonnement du corps noir
Corps noir = corps idéal qui absorbe et émet des radiations de toutes les fréquences Atkins, fig.(11.2)

3 Rayonnement du corps noir
Corps noir=corps idéal qui absorbe et émet des radiations de toutes les fréquences Idéalisation de: Plaque chauffante Four Astre

4 Rayonnement du corps noir
Prédiction classique Catastrophe ultraviolette Atkins, fig.(11.1) Atkins, fig.(11.4)

5 Rayonnement du corps noir
Loi de Rayleigh-Jeans Hypothèse: énergie des oscillateurs (modes) de la cavité est continue r(n,T)= (8 p k BT/c3) n2 « catastrophe dans l`UV  k B = constante de Boltzmann

6 Rayonnement du corps noir
Loi de Rayleigh-Jeans Hypothèse: énergie des oscillateurs (modes) de la cavité est continue Distribution de Planck (1900) Hypothèse: énergie des modes de la cavité est quantifiée selon r(n,T)= (8 p k BT/c3) n2 « catastrophe dans l`UV  k B = constante de Boltzmann En=nhn, n=0,1,2,……  « r(n,T)= (8 p h/c3) n3 /[exp(h n/k BT) -1] divergence dans l`UV disparaît

7 Spectre de raies des atomes
Atomes (dans une décharge) émettent un SPECTRE de RAIES Spectre de Fe Spectre de Ne Atkins, fig.(11.8)

8 Spectre de raies des atomes
Atomes dans décharge émettent un SPECTRE de RAIES «  énergie quantifiée Spectre de Fe Spectre de Ne

9 Spectre de raies des atomes
Spectre de H

10 Spectre de raies des atomes
Spectre de H Série de Lyman: UV (121.6 nm nm)

11 Spectre de raies des atomes
Spectre de H Série de Lyman: UV (121.6 nm nm) Série de Balmer: Vis (656.5 nm nm)

12 Spectre de raies des atomes
Spectre de H Série de Lyman: UV (121.6 nm nm) Série de Balmer: Vis (656.5 nm nm) Série de Paschen : IR ( nm – nm)

13 Spectre de raies des atomes
Spectre de H Formule de Rydberg:

14 Modèle de Bohr Hypothèses: électrons sur orbites stationnaires spécifiées par une loi de quantification

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18 Atkins, fig.(13.6) (réadaptée)

19 Dualité onde-corpuscule
La matière (une particule) comme la lumière (un photon) manifeste une dualité de comportement onde-corpuscule

20 Dualité onde-corpuscule
La matière (une particule) comme la lumière (un photon) manifeste une dualité de comportement onde-corpuscule Relation de de Broglie (1924):

21 Dualité onde-corpuscule
La matière (une particule) comme la lumière (un photon) manifeste une dualité de comportement onde-corpuscule Relation de de Broglie (1924): l = h/p

22 Dualité onde-corpuscule
La matière (une particule) comme la lumière (un photon) manifeste une dualité de comportement onde-corpuscule Relation de de Broglie (1924): l = h/p Longueur d`onde (de de Broglie) impulsion

23 Dualité onde-corpuscule
La matière (une particule) comme la lumière (un photon) manifeste une dualité de comportement onde-corpuscule Relation de de Broglie (1924): l = h/p Longueur d`onde (de de Broglie) impulsion Attribut ondulatoire Attribut corpusculaire

24 Dualité onde-corpuscule
Pour une balle de 140 g se déplaçant à 40 m/s p= mv=(0.14 kg)(40 m/s)=5.6 kg.m/s l= h/p=(6.626x10-34 J.s)/(5.6 kg.m/s)=1.2x m

25 Dualité onde-corpuscule
Pour une balle de 140 g se déplaçant à 40 m/s l imperceptible p= mv=(0.14 kg)(40 m/s)=5.6 kg.m/s l= h/p=(6.626x10-34 J.s)/(5.6 kg.m/s)=1.2x m

26 Dualité onde-corpuscule
Pour une balle de 140 g se déplaçant à 40 m/s l imperceptible Pour un électron se déplaçant à une vitesse v=c/100: p= mv=(0.14 kg)(40 m/s)=5.6 kg.m/s l= h/p=(6.626x10-34 J.s)/(5.6 kg.m/s)=1.2x m p= mv=(9.109x10-31 kg)(2.998x106 m/s)=2.73x10-24 kg.m/s l= h/p=(6.626x10-34 J.s)/(2.73x10-24 kg.m/s)=2.43x m

27 Dualité onde-corpuscule
Pour une balle de 140 g se déplaçant à 40 m/s l imperceptible Pour un électron se déplaçant à une vitesse v=c/100: l comparable aux dimensions atomiques p= mv=(0.14 kg)(40 m/s)=5.6 kg.m/s l= h/p=(6.626x10-34 J.s)/(5.6 kg.m/s)=1.2x m p= mv=(9.109x10-31 kg)(2.998x106 m/s)=2.73x10-24 kg.m/s l= h/p=(6.626x10-34 J.s)/(2.73x10-24 kg.m/s)=2.43x m

28 Principe d`incertitude
On ne peut jamais mesurer simultanément une position x et son impulsion associée p avec une meilleure précision que Relation d`incertitude: (Heisenberg)

29 Principe d`incertitude
Pour une balle de 140 g se déplaçant à 40 m/s avec Dp/p=10-8: Dxmin =1.2 x10-26 m

30 Principe d`incertitude
Pour une balle de 140 g se déplaçant à 40 m/s avec Dp/p=10-8: Dxmin =1.2 x10-26 m négligeable

31 Principe d`incertitude
Pour une balle de 140 g se déplaçant à 40 m/s avec Dp/p=10-8: Dxmin =1.2 x10-26 m négligeable Pour un électron se déplaçant à une vitesse v=c/100 avec Dp/p=10-8: Dp=2.73x10-32 kg.m/s Dxmin=h/(2p Dp)= 3.65 mm

32 Principe d`incertitude
Pour une balle de 140 g se déplaçant à 40 m/s avec Dp/p=10-8: Dxmin =1.2 x10-26 m négligeable Pour un électron se déplaçant à une vitesse v=c/100 avec Dp/p=10-8: Dp=2.73x10-32 kg.m/s Dxmin=h/(2p Dp)= 3.65 mm Non-négligeable

33 Dualité onde-corpuscule???