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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 79 — #87
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QUANTIFICATION DE L’ÉNERGIE
• sa période T (en s), ou période temporelle (il s’agit du temps, à position fixée, au bout
duquel l’onde se répète identique à elle-même, voir figure 2.5). On utilise parallèlement la
fréquence ν de l’onde, définie par :
ν =
1
T
et exprimée en hertz (Hz) lorsque T est exprimée en secondes.
La théorie corpusculaire décrit les phénomènes lumineux comme la propagation d’une population de photons, particules sans masse se déplaçant à la vitesse c dans le vide. À chaque
particule est associée une énergie E. Le lien entre les deux descriptions s’écrit :
E = hν
avec h constante de PLANCK (h = 6,62.10 −34 J·s). E est l’énergie exprimée en joules (J), ν
est la fréquence en hertz (Hz). La distance (en mètres m) parcourue par la lumière durant une
période T (en secondes s), à la vitesse c (célérité de la lumière dans le vide c = 3.10 8 m·s −1 )
est égale à la longueur d’onde. Retenons donc :
λ = cT =
c
ν
et par conséquent
E =
hc
λ
.
Malgré la nature commune du phénomène, l’usage attribue des noms différents au rayonnement électromagnétique suivant la longueur d’onde (et donc l’énergie véhiculée), nous retiendrons le résultat important suivant : le rayonnement visible possède une longueur d’onde
comprise entre 400 nm (couleur violette) et 750 nm (couleur rouge). Nous rappelons à la
figure 2.6 le spectre électromagnétique (nom attribué au rayonnement en fonction de la
longueur d’onde ou de la fréquence).
rayons γ
rayons X
ultra-violet
infra-rouge
visible
ondes radio
10 -10 m
10 -8 m
400 nm
750 nm
10 -4 m
λ /m
micro-ondes
10 -2 m
ν /Hz
3.10 10
3.10 12
4.10 14
7,5.10 14
3.10 16
4.10 18
FIGURE 2.6 – Domaines du spectre électromagnétique
2.2 Énergie électronique, transition entre états
Les observations relatées ici visent à montrer que les électrons liés au noyau possèdent une
propriété particulière : leur énergie est quantifiée. Ce terme signifie que l’énergie possédée
par un électron ne peut pas prendre toutes les valeurs possibles mais un nombre limité de
valeurs (des valeurs dites discrètes par opposition à continues).
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QUANTIFICATION DE L’ÉNERGIE
• sa période T (en s), ou période temporelle (il s’agit du temps, à position fixée, au bout
duquel l’onde se répète identique à elle-même, voir figure 2.5). On utilise parallèlement la
fréquence ν de l’onde, définie par :
ν =
1
T
et exprimée en hertz (Hz) lorsque T est exprimée en secondes.
La théorie corpusculaire décrit les phénomènes lumineux comme la propagation d’une population de photons, particules sans masse se déplaçant à la vitesse c dans le vide. À chaque
particule est associée une énergie E. Le lien entre les deux descriptions s’écrit :
E = hν
avec h constante de PLANCK (h = 6,62.10 −34 J·s). E est l’énergie exprimée en joules (J), ν
est la fréquence en hertz (Hz). La distance (en mètres m) parcourue par la lumière durant une
période T (en secondes s), à la vitesse c (célérité de la lumière dans le vide c = 3.10 8 m·s −1 )
est égale à la longueur d’onde. Retenons donc :
λ = cT =
c
ν
et par conséquent
E =
hc
λ
.
Malgré la nature commune du phénomène, l’usage attribue des noms différents au rayonnement électromagnétique suivant la longueur d’onde (et donc l’énergie véhiculée), nous retiendrons le résultat important suivant : le rayonnement visible possède une longueur d’onde
comprise entre 400 nm (couleur violette) et 750 nm (couleur rouge). Nous rappelons à la
figure 2.6 le spectre électromagnétique (nom attribué au rayonnement en fonction de la
longueur d’onde ou de la fréquence).
rayons γ
rayons X
ultra-violet
infra-rouge
visible
ondes radio
10 -10 m
10 -8 m
400 nm
750 nm
10 -4 m
λ /m
micro-ondes
10 -2 m
ν /Hz
3.10 10
3.10 12
4.10 14
7,5.10 14
3.10 16
4.10 18
FIGURE 2.6 – Domaines du spectre électromagnétique
2.2 Énergie électronique, transition entre états
Les observations relatées ici visent à montrer que les électrons liés au noyau possèdent une
propriété particulière : leur énergie est quantifiée. Ce terme signifie que l’énergie possédée
par un électron ne peut pas prendre toutes les valeurs possibles mais un nombre limité de
valeurs (des valeurs dites discrètes par opposition à continues).
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