25.3. Onde électromagnétique et photon
Axiome
La charge élémentaire est e ≈ 1,6022 · 10
–19 C en physique atomique et nucléaire.
25.2.3 Atomes, noyaux et proton
Après la découverte de l’électron (J.J. Thomson, 1897), l’atome apparaît constitué de Z
d’électrons et d’une charge positive Z · e ; auparavant déjà, une première classification
périodique (D.I. Mendeleïev, 1869) avait présenté les éléments chimiques connus par
masse atomique croissante (c’est en fait Z qui est pertinent) et par analogie des propriétés.
Sont mesurés ensuite Z (C.G. Barkla, 1911 ; H. Moseley, 1913) et le rayon du noyau
positif (E. Rutherford, 1911).
Définition
Un atome est constitué de Z électrons et d’un noyau de nombre de masse A :
Z est le numéro atomique, A est proche de la masse molaire de l’atome en grammes.
L’atome le plus simple est l’atome d’hydrogène H, qui a un proton pour noyau et
un électron. Le proton est donc l’ion H
+ produit en retirant son électron à l’atome H
(par exemple par collision d’un électron avec un atome d’hydrogène dans une décharge
d’hydrogène gazeux) ; l’atome étant neutre le proton a la charge e. La masse m p du
proton peut être déduite de la mesure de la période de rotation 2·p·m p / (B·e) du proton
dans le champ magnétique B d’un cyclotron, et son rayon sera déduit d’expériences de
collision proton-proton à haute énergie.
Tableau 25.1 Charge, masse et taille de l’électron et du proton
charge
Masse
rayon
proton
e ≈ 1,6022 · 10 –19 C
mp ≈ 1,6726 · 10 –27 kg
≈ 0,8 · 10 –15 m
électron
– e
me ≈ 9,1094 · 10 –31 kg
≈ 0
25.3 ONDE ÉLECTROMAGNÉTIQUE ET PHOTON
25.3.1 Onde électromagnétique
Rappelons qu’une onde plane sinusoïdale (ou monochromatique), est périodique temporellement (avec une pulsation v, une période T et une fréquence n) et spatialement
(avec une pulsation spatiale k , une longueur d’onde l et un nombre d’onde 1 / l, ainsi
qu’un vecteur d’onde
#–
k ayant la direction et le sens ceux de l’onde), où :
T =
2·p
v
, n =
v
2·p
,
||
#–
k || = k, l =
2·p
k
,
1
l
=
k
2·p
.
©
Dunod – La photocopie non autorisée est un délit
475
“Gautron_9782100543007” (Col. : ScienceSup3-193x250) — 2010/6/15 — 17:13 — page 475 — #485
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Axiome
La charge élémentaire est e ≈ 1,6022 · 10
–19 C en physique atomique et nucléaire.
25.2.3 Atomes, noyaux et proton
Après la découverte de l’électron (J.J. Thomson, 1897), l’atome apparaît constitué de Z
d’électrons et d’une charge positive Z · e ; auparavant déjà, une première classification
périodique (D.I. Mendeleïev, 1869) avait présenté les éléments chimiques connus par
masse atomique croissante (c’est en fait Z qui est pertinent) et par analogie des propriétés.
Sont mesurés ensuite Z (C.G. Barkla, 1911 ; H. Moseley, 1913) et le rayon du noyau
positif (E. Rutherford, 1911).
Définition
Un atome est constitué de Z électrons et d’un noyau de nombre de masse A :
Z est le numéro atomique, A est proche de la masse molaire de l’atome en grammes.
L’atome le plus simple est l’atome d’hydrogène H, qui a un proton pour noyau et
un électron. Le proton est donc l’ion H
+ produit en retirant son électron à l’atome H
(par exemple par collision d’un électron avec un atome d’hydrogène dans une décharge
d’hydrogène gazeux) ; l’atome étant neutre le proton a la charge e. La masse m p du
proton peut être déduite de la mesure de la période de rotation 2·p·m p / (B·e) du proton
dans le champ magnétique B d’un cyclotron, et son rayon sera déduit d’expériences de
collision proton-proton à haute énergie.
Tableau 25.1 Charge, masse et taille de l’électron et du proton
charge
Masse
rayon
proton
e ≈ 1,6022 · 10 –19 C
mp ≈ 1,6726 · 10 –27 kg
≈ 0,8 · 10 –15 m
électron
– e
me ≈ 9,1094 · 10 –31 kg
≈ 0
25.3 ONDE ÉLECTROMAGNÉTIQUE ET PHOTON
25.3.1 Onde électromagnétique
Rappelons qu’une onde plane sinusoïdale (ou monochromatique), est périodique temporellement (avec une pulsation v, une période T et une fréquence n) et spatialement
(avec une pulsation spatiale k , une longueur d’onde l et un nombre d’onde 1 / l, ainsi
qu’un vecteur d’onde
#–
k ayant la direction et le sens ceux de l’onde), où :
T =
2·p
v
, n =
v
2·p
,
||
#–
k || = k, l =
2·p
k
,
1
l
=
k
2·p
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