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Chapitre 10 • Le photon: une introduction à la physique quantique
et pour un processus d'émission de la lumière par l'objet, donc de création d'un
photon (figure 10.2) :
+ Photon
E = E' + hv
Énergie
-+--- E2
î Ei
a) Absorption
p = p' + nk
Énergie
-+---- E2
(10.6)
~E1 ~
b) Émission
Figure l 0.2 - Diagramme montrant les deux niveaux de plus basse énergie E 1 et E 2
d'un atome. a) Excitation de l'atome par absorption d'un photon incident; b)
Désexcitation de l'atome par émission d'un photon.
b) Exemples
Comme on le verra par la suite de manière plus détaillée, l'énergie E d'un objet quantique ne peut pas prendre n'importe quelle valeur. Elle ne peut prendre qu'un certain
nombre de valeurs bien précises E 1 ,E 2 , ••• , correspondant à des configurations, ou
états, différents. On dit alors que l'énergie de ces systèmes ou objets est quantifiée.
C'est le cas des atomes ou des molécules (figure 10.2). Elle peut aussi appartenir à
des intervalles d'énergie Emin < E < Emax · On parle alors de « bandes » d'énergie,
ou de « continuums» (figure 10.3). C'est le cas des solides. Lorsque le système a la
plus basse énergie possible, on dit qu' il est dans l' état fondamental.
Donnons quelques exemples de ces processus d'émission et d' absorption de lumière:
• Diode électroluminescente (LED). Le système formé par le contact entre deux
semi-conducteurs constitue une diode, système quantique qui présente des bandes
d'énergie : une bande supérieure Ec,min < E < Ec,max' appelée bande de conduction, et une bande inférieure E u,min < E < E u,max, appelée bande de valence (avec
E c,min > Eu,max ). Un courant électrique l (en ampères) appliqué aux bornes de
cette diode permet d'apporter des électrons dans la bande supérieure. Il peut y
avoir alors émission d'un photon, et le système se trouve à la fin dans la bande
de valence de plus basse énergie. La fréquence du photon émis est alors telle que
hv > E c,min - Eu,max · Dans les condition idéales, chaque électron formant le courant
électrique d' alimentation fournit un photon : le courant numérique de photons est
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Chapitre 10 • Le photon: une introduction à la physique quantique
et pour un processus d'émission de la lumière par l'objet, donc de création d'un
photon (figure 10.2) :
+ Photon
E = E' + hv
Énergie
-+--- E2
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a) Absorption
p = p' + nk
Énergie
-+---- E2
(10.6)
~E1 ~
b) Émission
Figure l 0.2 - Diagramme montrant les deux niveaux de plus basse énergie E 1 et E 2
d'un atome. a) Excitation de l'atome par absorption d'un photon incident; b)
Désexcitation de l'atome par émission d'un photon.
b) Exemples
Comme on le verra par la suite de manière plus détaillée, l'énergie E d'un objet quantique ne peut pas prendre n'importe quelle valeur. Elle ne peut prendre qu'un certain
nombre de valeurs bien précises E 1 ,E 2 , ••• , correspondant à des configurations, ou
états, différents. On dit alors que l'énergie de ces systèmes ou objets est quantifiée.
C'est le cas des atomes ou des molécules (figure 10.2). Elle peut aussi appartenir à
des intervalles d'énergie Emin < E < Emax · On parle alors de « bandes » d'énergie,
ou de « continuums» (figure 10.3). C'est le cas des solides. Lorsque le système a la
plus basse énergie possible, on dit qu' il est dans l' état fondamental.
Donnons quelques exemples de ces processus d'émission et d' absorption de lumière:
• Diode électroluminescente (LED). Le système formé par le contact entre deux
semi-conducteurs constitue une diode, système quantique qui présente des bandes
d'énergie : une bande supérieure Ec,min < E < Ec,max' appelée bande de conduction, et une bande inférieure E u,min < E < E u,max, appelée bande de valence (avec
E c,min > Eu,max ). Un courant électrique l (en ampères) appliqué aux bornes de
cette diode permet d'apporter des électrons dans la bande supérieure. Il peut y
avoir alors émission d'un photon, et le système se trouve à la fin dans la bande
de valence de plus basse énergie. La fréquence du photon émis est alors telle que
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électrique d' alimentation fournit un photon : le courant numérique de photons est
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