CHAPITRE 2
QUANTIFICATION DE L'ENERGIE ET
ASPECT ONDULATOIRE DES PARTICULES
PHYSIQUE ATOMIQUE
MASTER (MEFSPC)
, CHAPITRE 2 : QUANTIFICATION DE L'ENERGIE ET ASPECT ONDULATOIRE DES PARTICULES
CHAPITRE 2 : QUANTIFICATION DE L'ENERGIE ET
ASPECT ONDULATOIRE DES PARTICULES
QUANTIFICATION DE L'ENERGIE
Rayonnement dans la théorie de Bohr.
Suivant la théorie de Bohr, un atome est dans son état fondamental d'énergie minimale Ei.
Sous une cause extérieure (rayonnement ou température ...), il passe dans un état excité
d'énergie Ef plus élevé. En revenant à l'état fondamental, l'atome émet un photon, onde
1 1 1
électromagnétique de longueur d'onde λ tel que : = 𝑅∞ (𝑛2 − 2 ) (formule de Balmer).
𝜆 𝑖 𝑛𝑓
ℎ.𝑐 1 𝐸 1 1
2. Or : 𝐸𝑝ℎ = ℎ𝜈 = ⇒ = = 𝑅∞ (𝑛2 − 2 )
𝜆 𝜆 ℎ.𝑐 𝑖 𝑛𝑓
1
E ne peut prendre que des valeurs quantifiées proportionnelles à (cst − 2 ) avec nf entier.
𝑛𝑓
Effet Photoélectrique.
Les électrons dans un métal sont emprisonnés et possèdent
une énergie de liaison négative (-we). Si on leurs fournit une énergie
E > we, ils seront repoussés en dehors du métal avec une énergie
1
cinétique tel que : 2 𝑚𝑣 2 = 𝐸 − 𝑤𝑒 . Cette énergie E peut provenir
de l'agitation thermique des atomes de surface (effet
thermoïonique). Ou encore de l'extérieur sous forme de radiation
électromagnétique (effet photoélectrique).
2.2.1 Description expérimentale :
L'effet photoélectrique a été découvert en 1887 par HEINRICH HERTZ, interprété par
EINSTEIN en 1905. Cette interprétation est acceptée
en 1915. Le montage expérimental est le suivant :
M = Enceinte avec un vide très pousser.
C = Photocathode ou émetteur d’électrons (film de
Zn we= 3,08 eV ou de Na we =2.56 eV).
A = Anode ou collecteur d’électrons.
G = galvanomètre pour mesurer le courant i.
V = ddp entre la Photocathode et l’Anode.
R = Rhéostat pour faire varier V.
d = générateur de tension continue.
Remarques :
On remarque que l'intensité i du courant dépend de :
✓ L'intensité de la lumière incidente sur C aussi que de sa fréquence γ.
✓ La différence de potentiel entre C et A.
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QUANTIFICATION DE L'ENERGIE ET
ASPECT ONDULATOIRE DES PARTICULES
PHYSIQUE ATOMIQUE
MASTER (MEFSPC)
, CHAPITRE 2 : QUANTIFICATION DE L'ENERGIE ET ASPECT ONDULATOIRE DES PARTICULES
CHAPITRE 2 : QUANTIFICATION DE L'ENERGIE ET
ASPECT ONDULATOIRE DES PARTICULES
QUANTIFICATION DE L'ENERGIE
Rayonnement dans la théorie de Bohr.
Suivant la théorie de Bohr, un atome est dans son état fondamental d'énergie minimale Ei.
Sous une cause extérieure (rayonnement ou température ...), il passe dans un état excité
d'énergie Ef plus élevé. En revenant à l'état fondamental, l'atome émet un photon, onde
1 1 1
électromagnétique de longueur d'onde λ tel que : = 𝑅∞ (𝑛2 − 2 ) (formule de Balmer).
𝜆 𝑖 𝑛𝑓
ℎ.𝑐 1 𝐸 1 1
2. Or : 𝐸𝑝ℎ = ℎ𝜈 = ⇒ = = 𝑅∞ (𝑛2 − 2 )
𝜆 𝜆 ℎ.𝑐 𝑖 𝑛𝑓
1
E ne peut prendre que des valeurs quantifiées proportionnelles à (cst − 2 ) avec nf entier.
𝑛𝑓
Effet Photoélectrique.
Les électrons dans un métal sont emprisonnés et possèdent
une énergie de liaison négative (-we). Si on leurs fournit une énergie
E > we, ils seront repoussés en dehors du métal avec une énergie
1
cinétique tel que : 2 𝑚𝑣 2 = 𝐸 − 𝑤𝑒 . Cette énergie E peut provenir
de l'agitation thermique des atomes de surface (effet
thermoïonique). Ou encore de l'extérieur sous forme de radiation
électromagnétique (effet photoélectrique).
2.2.1 Description expérimentale :
L'effet photoélectrique a été découvert en 1887 par HEINRICH HERTZ, interprété par
EINSTEIN en 1905. Cette interprétation est acceptée
en 1915. Le montage expérimental est le suivant :
M = Enceinte avec un vide très pousser.
C = Photocathode ou émetteur d’électrons (film de
Zn we= 3,08 eV ou de Na we =2.56 eV).
A = Anode ou collecteur d’électrons.
G = galvanomètre pour mesurer le courant i.
V = ddp entre la Photocathode et l’Anode.
R = Rhéostat pour faire varier V.
d = générateur de tension continue.
Remarques :
On remarque que l'intensité i du courant dépend de :
✓ L'intensité de la lumière incidente sur C aussi que de sa fréquence γ.
✓ La différence de potentiel entre C et A.
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