130
4 • Collisions et réactions
E [eV]
σ [cm 2 ]
σ X
σ I
σ 0
10 -15
10 -16
10 -1
10
1
Figure 4.15 Sections efficaces élastique totale s 0 ,
d’ionisation s I et d’excitation s X pour l’argon.
Ramsauer-Townsend du à une résonance de transmission. La section efficace d’excitation électronique : e + A → e + A
∗ , reste faible au voisinage du seuil car l’électron
cédant toute son énergie cinétique reste au repos après la collision et la condition de
conservation du moment cinétique, impliquant que son apport en moment cinétique
soit égale à la variation de moment cinétique orbitale de la transition induite, est, en
général, difficile à réaliser. Au voisinage de ce seuil, la croissance de la section efficace est donc très lente, puis elle atteint un maximum vers une énergie de l’ordre de
grandeur de quelque fois l’énergie de seuil ; ce maximum est de l’ordre de 10
−16 cm
2
pour les transitions permises, et de l’ordre de 10
−19 cm
2 pour les transitions interdites. Au-delà de ce maximum, la courbe de section efficace décroît comme log E/E
pour les transitions permises et comme 1/E pour les transitions interdites.
Suivant les atomes, par ordre de complexité croissante, viennent ensuite les molécules. Malgré leur complexité apparente, ces systèmes peuvent être étudiés dans
le cadre de l’ordering de Born-Oppenheimer. Cette ordering propose une hiérarchie entre les échelles de temps (c’est-à-dire entre les échelles d’énergie) associées
aux différents degrés de liberté d’une molécule. En effet, pour une configuration
nucléaire fixe les électrons de valence peuvent effectuer des transitions rapides, puis,
sur une échelle de temps plus lente, l’ensemble du nuage électronique formant la liaison peut se déformer légèrement dans le cadre des mouvements nucléaires, enfin la
molécule, dans son ensemble, peut être le siège d’un mouvement de rotation global (Figure 4.16). Afin d’établir l’ordering entre les échelles de temps associées
aux reconfigurations électroniques, aux vibrations et aux rotations, considérons une
molécule diatomique homonucléaire, la masse d’un noyau est notée M, la masse de
l’électron m et la dimension caractéristique de la molécule a.
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit
4 • Collisions et réactions
E [eV]
σ [cm 2 ]
σ X
σ I
σ 0
10 -15
10 -16
10 -1
10
1
Figure 4.15 Sections efficaces élastique totale s 0 ,
d’ionisation s I et d’excitation s X pour l’argon.
Ramsauer-Townsend du à une résonance de transmission. La section efficace d’excitation électronique : e + A → e + A
∗ , reste faible au voisinage du seuil car l’électron
cédant toute son énergie cinétique reste au repos après la collision et la condition de
conservation du moment cinétique, impliquant que son apport en moment cinétique
soit égale à la variation de moment cinétique orbitale de la transition induite, est, en
général, difficile à réaliser. Au voisinage de ce seuil, la croissance de la section efficace est donc très lente, puis elle atteint un maximum vers une énergie de l’ordre de
grandeur de quelque fois l’énergie de seuil ; ce maximum est de l’ordre de 10
−16 cm
2
pour les transitions permises, et de l’ordre de 10
−19 cm
2 pour les transitions interdites. Au-delà de ce maximum, la courbe de section efficace décroît comme log E/E
pour les transitions permises et comme 1/E pour les transitions interdites.
Suivant les atomes, par ordre de complexité croissante, viennent ensuite les molécules. Malgré leur complexité apparente, ces systèmes peuvent être étudiés dans
le cadre de l’ordering de Born-Oppenheimer. Cette ordering propose une hiérarchie entre les échelles de temps (c’est-à-dire entre les échelles d’énergie) associées
aux différents degrés de liberté d’une molécule. En effet, pour une configuration
nucléaire fixe les électrons de valence peuvent effectuer des transitions rapides, puis,
sur une échelle de temps plus lente, l’ensemble du nuage électronique formant la liaison peut se déformer légèrement dans le cadre des mouvements nucléaires, enfin la
molécule, dans son ensemble, peut être le siège d’un mouvement de rotation global (Figure 4.16). Afin d’établir l’ordering entre les échelles de temps associées
aux reconfigurations électroniques, aux vibrations et aux rotations, considérons une
molécule diatomique homonucléaire, la masse d’un noyau est notée M, la masse de
l’électron m et la dimension caractéristique de la molécule a.
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit