- Interpréter qualitativement l’effet photoélectrique à l’aide du modèle particulaire de la lumière. FICHE 1 Fiche à destination des enseignants 1S 5 INTERACTION LUMIERE- MATIERE Type d'activité | Activité-cours. Cours : Interaction lumière-matière. En passant d’un état excité à un état d’énergie inférieure, l’énergie … Ils seront certes réémis par L’INTERACTION LUMIÈRE-MATIÈRE. Elles mettent en jeu le photon d’énergie. Énergie d’un photon. Généralement, lorsque la lumière arrive sur la matière, une partie est réfléchie, une autre est absorbée et le reste est transmis. Les transitions quantiques expliquent l’aspect des spectres atomiques. Interaction lumière-matière : émission et absorption Quantification des niveaux d’énergie. phosphorescence! Interaction lumière-matière. Modèle corpusculaire de la lumière Connaître les relations : le photon. La quantification des niveaux d’énergie rend compte du caractère discontinu des spectres d’émission et d’absorption atomiques. Il étend cette théorie à la lumière. Interaction lumière-matière : émission stimulée, coefficients d'Einstein, absorption et gain, équations d'évolution. Modèle corpusculaire de la lumière : le photon. Quantification de l’énergie d’un atome . Spectre solaire. 23 août 2017 3 décembre 2017 Daphn é Première Scientifique > Physique-Chimie. III Interaction entre la lumière et la matière 1) Les niveaux d’énergie dans l’atome En 1913, pour expliquer la présence des raies d’émission de l’atome d’hydrogène, Niels Bohr émet l’hypothèse qu’un même atome possède plusieurs niveaux d’énergie, liés aux différentes configurations Excitation de niveaux atomiques profonds Transfert d’énergie ΔE > 50 eV. Interaction lumière/matière. Au niveau microscopique, les photons qui composent la lumière peuvent interagir avec les atomes qui constituent la matière. Le retour de l’atome à l’état fondamental induit l’émission de rayonnement i.e. interaction lumière matière ΔE = h. ν, diagrammes énergétiques émission, absorption de photons, spectres de raies Voir livre Nathan chapitre 5 Le photon Exercices à faire à la maison : Exo 4 p 88 ( λ = c/ ν), Exo 5 p 88 (E=h. L'interaction lumière-matière permet de quantifier les niveaux d'énergie d'un atome et d'interpréter l'absorption ou l'émission d'un photon par un atome. Revenir aux chapitres. Le phénomène inverse existe aussi : l'absorption. Quantification des niveaux d’énergie de la matière Modèle corpusculaire de la lumière : le photon. 1 : Congrès de Solvay de 1927 rassemblant les physiciens qui contribuèrent à la genèse de la physique quantique . Au niveau microscopique, les photons qui composent la lumière peuvent interagir avec les atomes qui constituent la matière. Leçon suivante. De telles sources de lumières sont appelées « lampes à décharge ». Quantification des niveaux d’énergie de la matière. La lumière et la dualité onde-corpuscule. Ces interactions ont des conséquences sur les spectres d'émission et d'absorption des atomes. Lorsque la lumière arrive sur la matière, ces atomes et molécules peuvent réagir de diverses Spectre solaire. A La quantification des niveaux d'énergie de l'atome. Absorption Transmission Diffusion: émission d’un photon d’énergie inférieure (perte d’énergie) Effet photoélectrique(voir cours sur les ondes) Énergie du photon = énergie d’extraction de l’électron + énergie cinétique de l’électron Existence d’un seuil W pour l’énergie du photon incident. Quantification des niveaux d'énergie de la matière. Interaction des photons avec la matière et forme des spectres en spectrométrie de photons X et γ 1. Quantification des niveaux d’énergie de la matière.Connaître les relations Modèle corpusculaire de la lumière : le photon. Il avance l’existence de grains ou corpuscules de lumière ou photons. Energie d’un photon. Spectre solaire. Recherche parmi 257 000+ dissertations. utilise le concept d’onde électromagnétique pour expliquer et prévoir les résultats comme la dispersion de la lumière mais . Absorption(d’un(semi?conducteur(:(modèle(desbandesparaboliques(On(va(étendre(le(calcul(de(l’absorption(d’un(système(à(deux(niveaux(au(cas(d’un(système formé(de(deux(bandes(d’énergie(paraboliques(comme(illustré(sur(le(schéma(ciQdessous. Si non que contient-elle ? Interaction lumière – matière. Il a fallu attendre le début du XXe siècle pour qu’émergen Doc. Q2. L’INTERACTION LUMIÈRE-MATIÈRE. a L’émission de lumière. Interaction lumière-matière Notions et contenus Compétences exigibles Interaction lumière-matière : émission et absorption. Interaction lumière-matière : émission et absorption. - On parle de modèle particulaire de la lumière. - En 1926, Gilbert Newton invente le mot « photons pour nommer ces quanta. - Les photons sont des particules de masse nulle et de charge nulle se propageant à la vitesse de la lumière. b)- Quantum d’énergie. 3)- QCM. Résonateurs et cavités : modes longitudinaux et transverses, critères de stabilité, propagation gaussienne. Relation E = h dans les échanges d’énergie. Revenir aux chapitres. On considère, pour commencer, le cas simple d'un atome d'hydrogène qui absorbe de la lumière appartenant aux domaines du visible ou de l'ultraviolet du spectre électromagnétique. Figure 1. Ces interactions lumière matière permettent d’interpréter les spectres de raies d’émission et d’absorption : elles correspondent aux transitions énergétiques des électrons de l’atome étudié. Séance 3 : Présentation et synthèse Prérequis Savoir que la lumière peut être décomposée afin d’obtenir son spectre. Quantification des niveaux d’énergie de la matière. Figure 1. PHOTOLUMINESCENCE! Cas a : Le photon 1 d’énergie appropriée est absorbé, l’électron passe à un niveau d’énergie supérieure. 1)- L’origine des raies du mercure. 3) Absorption d'un photon : Exactement de la même manière que pour l'émission d'un photon, un atome peut en absorber. Modèle corpusculaire de la lumière : le photon. Au début du xx e siècle, la physique quantique transforme radicalement la vision que l'on a jusque-ici de l'énergie ainsi que de la matière. X – Interactions Matière-Rayonnement 1. 23 août 2017 3 décembre 2017 Daphné Première Scientifique > Physique-Chimie. Interaction Lumière-Matière. Émission et absorption quantiques. 2) Quel nouveau concept met-il en avant ? Écoutez attentivement pour répondre aux questions ci-après. Lors de son émission ou son absorption, l’énergie échangée par le photon est un quantum d’énergie d’expression : ε = h ν Albert Einstein 1) À quel phénomène physique Albert Einstein étend-il la théorie des quantas ? Activité : Interaction lumière-matière. Notions et contenus : Interaction lumière-matière : émission et absorption. | | Notions et contenusInteraction lumière-matière : émission et absorption.Quantification des niveaux d’énergie de la matière.Modèle corpusculaire de la lumière : le photon. Quantification des niveaux d’énergie de la matière. Energie d’un photon. Interaction lumière-matière : émission et absorption. Interaction lumière-matière : émission et absorption. Ces longueurs d’onde émises ou absorbées sont caractéristiques de chaque atome car elles dépendent des niveaux d’énergie de cet atome. Interaction lumière-matière : émission et absorption. 2)- Le cas de l’atome d’hydrogène. diagramme de niveaux d’énergie. Vidéos pédagogiques sur la lumière et matière Interaction lumière / matière – Physique-Chimie – 1ère S Comprendre comment lumière et matière interagissent pour expliquer les spectres de raies d’émission et d’absorption. Modèle corpusculaire de la lumière : le photon. Énergie d’un photon. Savoir utiliser l'expression donnant l'énergie d'un photon. Énergie d’un photon. Écoutez attentivement pour répondre aux questions ci-après. Voici quelques éléments de réponse à vos interrogations. Lumière et énergie 1.1. Quantification des niveaux d’énergie de la matière. Spectre solaire. Interpréter les échanges d'énergie entre lumière et matière à l'aide du modèle corpusculaire de la lumière. A Quantification des niveaux d’énergie de la matière. Elle est alors transformée en une autre énergie qui se traduit par l’excitation de l’atome. Interaction lumière – matière : émission , absorption Interpréter les échanges d’énergies entre lumière et matière à l’aide du modèle corpusculaire de la lumière. Interaction lumière-matière : émission et absorption. Lors de son émission ou son absorption, l’énergie échangée par le photon est un quantum d’énergie d’expression : ε = h ν Albert Einstein 1) À quel phénomène physique Albert Einstein étend-il la théorie des quantas ? Spectre solaire. Distinguer une source polychromatique d'une source monochromatique caractérisée. Interaction lumière-matière (le terme « interaction » indique une rencontre donnant lieu à un échange d’énergie) A- Sources de lumière ... Absorption et émission de rayonnement Tous les corps émettent donc de l’énergie électromagnétique à cause de l’oscillation continue et désordonnée des atomes (et donc des noyaux chargés) qui les constituent. Spectre solaire. Interaction lumière - matière : émission, absorption Type d'activité : Activité documentaire avec débats-bilan, exercices. Elles sont aussi utilisées, en autre, pour des expériences de … Interaction lumière-matière Lesmicrocavitésàbasede semiconducteurs:couplagefort matière-rayonnement La désexcitation d’un atome par émission spontanée de lumière n’est pas un processus physique immuable. Séance 1 : Interaction lumière matière. Relation E = h dans les échanges d’énergie. Connaître les relations ν = c/λ et ΔE = h.ν dans les échanges d’énergie. Énergie d’un photon. Re: interactions lumière matière. Relation E = h. dans les échanges d'énergie. Interaction Lumière Matière : émission, absorption De façon générale, les atomes ont tendance à s’associer pour former des molécules stables par mise en commun d’électrons. Interaction lumière-matière : émission et absorption. Interaction lumière-matière (le terme « interaction » indique une rencontre donnant lieu à un échange d’énergie) A- Sources de lumière ... Absorption et émission de rayonnement Tous les corps émettent donc de l’énergie électromagnétique à cause de l’oscillation continue et désordonnée des atomes (et donc des noyaux chargés) qui les constituent. Interaction lumière-matière 4.1. Objectif : Déterminer le lien entre la température d’un corps et les longueurs d’onde du rayonnement qu’il émet. Connaître les relations λ=c/ ν et ΔE=h ν et les utiliser pour exploiter un … Séance 2 (durée 2 h) : Etude de document (tâche complexe) : Le spectre solaire. Flory 2013-2014 Plan du cours Interactions aux faibles flux de photons • Généralité • Interaction résonante lumière-matière (absorption et émission stimulée) interaction lumiÈre-matiÈre Les spectres d'émission et d'absorption Interpréter les échanges d’énergie entre lumière et matière à l’aide du modèle corpusculaire de la lumière. Qui produit de la lumière ? inélastique! 2(De(telles(bandes(permettent(de(décrire(les(propriétés(des(électrons(dans(les(matériaux(semiQconducteurs. Relation E = h dans les échanges d'énergie. Electroluminescence, thermoluminescence, chimiluminescence,bioluminescence ! élastique! Spectre solaire. Si non que contient-elle ? Énergie d’un photon. Au xixe siècle, on a remarqué que des gaz d’atomes avaient des raies d’absorption et d’émission bien définies (figure 1). - Décrire l’effet photoélectrique, ses caractéristiques et son importance historique. Convertir les unités d’énergie : joule et électronvolt. * 18 interaction lumière-matière. Vidéos pédagogiques sur la lumière et matière Interaction lumière / matière – Physique-Chimie – 1ère S Comprendre comment lumière et matière interagissent pour expliquer les spectres de raies d’émission et d’absorption. Le troisième paragraphe traite de la photoconductivité des matériaux semi-conducteurs. Relation ΔE = hν dans les échanges d’énergie Type d’activité : Activité-cours. 18.1 effet photoélectrique Dans le cadre de l’interaction lumière/matière, ces transitions sont l’absorption et l’émission. Fiche professeur Interaction lumière – matière : émission, absorption. électron secondaire. ν= h.c/ λ), Exo 8 p 89 (cours : nx (physique des «C’est la naissan e de la physique quantique quanta »). Énergie d’un photon. Les fondements de la physique quantique (Etienne Klein) Histoire de la lumière : ondes et photons Spectres d'émission et d'absorption d'un élément Spectres et composition chimique du Soleil (CEA) Interprétation du spectre de raies de l'atome d'hydrogène Cours : Interaction lumière-matière. Interaction lumière - matière Chapitre 5 page 78 I. Spectre d’émission de l’atome de mercure 1) Spectre de raies : Expérience professeur : Le professeur vous montre comment obtenir le spectre d’émission du mercure. I Absorption d’un photon par un atome Un photon peut être absorbé par un atome si son énergie est égale à la valeur absolue de la différence d’énergie entre un niveau d’énergie inférieur E n … • Savoir différencier un spectre d’émission et un spectre d’absorption. NOTIONS ET CONTENUS COMPETENCES ATTENDUES Interaction lumière matière : émission et absorption. Quantification des niveaux d’énergie de la matière Modèle corpusculaire de la lumière : le photon. Energie d’un photon. Relation ΔE = hν dans les échanges d’énergie. c)- Absorption de la lumière par un atome. L’émission de lumière se fait par la perte d’énergie de l’électron. Le modèle corpusculaire de la lumière En 1900, Max Planck (prix No el 1918), émet l’hypothèse que les ondes életromagnétiques transportent l’énergie par paquets, appelés quanta d’énergie. Conversion d’énergie entre le joule et l’électronvolt. […] Associer un domaine spectral à la nature de la transition mise en jeu. Définition. L’ampoule utilisée contient-elle un filament de tungstène ? Modèle corpusculaire de la lumière : le photon. Quantification des niveaux d’énergie de la matière Modèle corpusculaire de la lumière : le photon. b)- Émission de la lumière par un atome. D L’émission et l’absorption de la lumière. Relation ΔE = hν dans les échanges d’énergie. Relation ΔE = hν dans les échanges d’énergie. diagramme de niveaux d'énergie. - Enjeux énergétiques : rendement d’une cellule photovoltaïque. On s’intéressera en parti ulier aux spetres de l’atome d’hydrogène. QCM réalisé avec le logiciel Questy. A cette occasion de la lumière disparait du spectre, ce qui donne naissance à un spectre de raies d’absorption. | | Notions et contenusInteraction lumière-matière : émission et absorption.Quantification des niveaux d’énergie de la matière.Modèle corpusculaire de la lumière : le photon. Connaître la quantification des niveaux d'énergie des atomes. Il étend cette théorie à la lumière. Connaître les différents types de spectre (émission, absorption). La lumière est capable d’interagir avec la matière. Transcription de la vidéo. Interaction lumière-matière : émission et absorption. Quantification des niveaux d'énergie de la matière. Exemple en émettant L’absorption de lumière L’absorption de lumière se fait par le gain d’énergie de l’électron. Modèle corpusculaire de la lumière : le photon. d’émission. Pour s'auto-évaluer. L'émission spontanée et l'absorption sont les deux mécanismes d'interaction entre la matière et la lumière dont nous avons l'expérience commune. Niveaux d’énergie des atomes Atome, modèle planétaire. Interpréter les échanges d’énergie entre lumière et matière à l’aide du modèle corpusculaire de la lumière. Connaître les relations λ=c/ν et ΔE = hν et les utiliser pour exploiter un diagramme de niveaux d’énergie. Ex. interaction lumière - matière! 3. […] Transitions d’énergie : électroniques, vibratoires. Le terme « rayonnement » est à prendre dans son sens quantique : rayonnement électromagnétique ( lumière, rayon X, rayon gamma ) ; particule ( électron, neutron, rayonnement alpha ). Relation ΔE = hν dans les échanges d’énergie. Interaction lumière/matière. Il avance l’existence de grains ou corpuscules de lumière ou photons. La lumière est capable d’interagir avec la matière. Énergie d'un photon. Pendant des siècles, les physiciens ont décrit la lumière par des théories de plus en plus élaborées, mais aucune ne permettait de comprendre comment elle était créée. Pour le spectre d’absorption, l’exposition du gaz à de la lumière blanche fait que les photons incidents vont présenter toutes les longueurs d’onde du visible. Interaction Lumière –matière ; Spectres de raies I. Spectre de raies d’émission Rappel de seconde : on obtient un spectre de raies d’émission lorsqu’on déompose la lumière émise par un gaz froid d’atomes excités électriquement. Fluorescence, terme introduit par Stokes en 1852, de fluor (fluorine = fluorure de Ca) ! Le premier paragraphe est consacré aux principales interactions lumière/matière, il est suivi d'un paragraphe consacré aux mécanismes d'émission et d'absorption de lumière dans les matériaux semi-conducteurs. 2 Conversion intersystème Phosphorescence S 0 S 1 1 0 Fluorescence Absorption … Q1. IV. L'émission spontanée et l'absorption sont les deux mécanismes d'interaction entre la matière et la lumière dont nous avons l'expérience commune. Exploiter un diagramme de niveaux d'énergie en utilisant les relations λ = c /ν et ΔE = hν. L’émission stimulée — Un atome dans l'état ′ peut se « désexciter » vers le niveau sous l'effet d'une onde électromagnétique, qui sera alors amplifiée.Comme pour l'absorption, ce processus n'est possible que si la fréquence du rayonnement est proche de la fréquence de Bohr ′.On peut l'interpréter comme l'émission d'un photon d'énergie qui vient s'« ajouter » au rayonnement. L’histoire des quanta. Quantification des niveaux d’énergie de la matière.Connaître les relations Modèle corpusculaire de la lumière : le photon. Interaction lumière-matière Quantification de l’énergie des atomes. Nombres quantiques et orbitales atomiques. Interaction Lumière Matière : émission, absorption De façon générale, les atomes ont tendance à s’associer pour former des molécules stables par mise en commun d’électrons. Connaître la description qualitative de l'interaction lumière-matière : absorption et émission. Lorsque la lumière arrive sur la matière, ces atomes et molécules peuvent réagir de diverses manières : absorption, fluorescence, transmission, réfraction, réflexion, diffusion. Nous allons nous intéresser à deux de ces phénomènes : tout d’abord l’absorption par la matière de photons et d’électrons et ensuite la fluorescence. INTERACTION LUMIERE- MATIERE Type d'activité | Activité-cours. INTERACTION LUMIERE- MATIERE Type d'activité Activité-cours. Interpréter les échanges d’énergie entre lumière et matière à l’aide du modèle corpusculaire de la lumière. Connaître les relations λ=c/ ν et ΔE=h ν et les utiliser pour exploiter un diagramme de niveaux d'énergie. TP n° 6 : Interaction Lumière – matière ; Spectres de raies Il s’agit dans e hapitre de omprendre d’où proviennent les raies visi les dans les spetres d’émission et d’asorption. La lumière produite par un tube fluorescent d’une enseigne lumineuse résulte d’une interaction entre l’énergie apportée au gaz et ses électrons. INTERACTION LUMIERE- MATIERE Type d'activité | Activité-cours. Energie d’un photon. Chapitre 5 : Interaction lumière – matière 1. : le Soleil, une lampe torche, un ver luisant… On appelle « source secondaire » un objet qui renvoie de la lumière mais ne la produit pas – la Lune, un miroir – et tout objet suffisamment « réfléchissant » pour permettre d’éclairer un autre objet. En 1913, pour expliquer la présence des raies d’émission de l’atome d’hydrogène, Niels Bohr propose un modèle de la structure de cet atome en introduisant la notion de niveau d’énergie. Formule. Mais l'émission de photon n'est pas la seule interaction possible entre la lumière et la matière. Relation ΔE = hν dans les échanges d’énergie. Spectre solaire. Quantification des niveaux d’énergie de la matière. En effet, dans un atome, les électrons gravitent autour du noyau. résumé de cours. 3 Les échanges d’énergie : émission et absorption de lumière Le passage d’un niveau d’énergie à un autre, appelé transition , s’accompagne de l’émission ou de l’absorption d’un photon dont l’énergie Δ E = h ν est égale à la différence d’énergie qui sépare les niveaux de départ et d’arrivée. Dans la majorité des dispositifs optoélectroniques, l'émission et l'absorption de lumière sont considérées comme des phénomènes perturbatifs. fluorescence! M. REMRAM - … Modèle corpusculaire de la lumière. C’est pourquoi il est possible d’identifier un atome à partir de son spectre d’émission ou d’absorption. Pr. Relation ΔE=h ν Compétences attendues Spectre d'émission de l'hydrogène. Au xixe siècle, on a remarqué que des gaz d’atomes avaient des raies d’absorption et d’émission bien définies (figure 1). En théorie quantique, l'interaction de la matière avec le champ électromagnétique est décrite en termes d'absorptions, d'émissions ou de diffusions de photons. Énergie d'un photon. L’ampoule utilisée contient-elle un filament de tungstène ? Ministère de l’éducation nationale (DGESCO – IGEN) Baccalauréat général – Physique-chimie – Exemple de sujet de spécialité de la série S Page 3 sur 6. IV- Applications. Définition. (Les(relations(de(dispersion(p Les interactions rayonnement-matière (ou interactions lumière-matière) décrivent, dans le cadre de la mécanique quantique, les effets d'un rayonnement sur un atome . Interactions lumière matière Lorsqu'un atome est soumis à une onde lumineuse trois interactions lumière matière peuvent se produire : l'absorption, l'émission spontanée et l'émission stimulée . Énergie d’un photon. Pour comprendre comment la lumière est absorbée par la matière, le plus simple est de considérer les atomes, le plus simple d’entre eux étant l’hydrogène. Ce qui produit la lumière est appelé « source primaire ». Pour comprendre comment la lumière est absorbée par la matière, le plus simple est de considérer les atomes, le plus simple d’entre eux étant l’hydrogène. Q1. Interaction lumière matière : émission et absorption. Modèle corpusculaire de la lumière : le photon. Elle peut s’accompagner de l’émission d’un photon lumineux= cathodoluminescence. Selon l'énergie du photon absorbé ou émis, différents phénomènes peuvent avoir lieu. L'interaction … L'objectif du projet UNIQUE est d'explorer de nouveaux détecteurs quantiques dans la gamme de fréquences THz et MIR (lambda = 3-300µm), fonctionnant dans le régime de couplage ultra-fort lumière-matière. Interaction de la lumière et de la matière Lorsqu'une source d'énergie lumineuse vient frapper un objet, celui-ci va renvoyer un rayonnement à une certaine longueur d'onde - et apparaîtra par conséquent d'une couleur précise - en fonction des mécanismes d'émission, de réflexion, d'absorption et de transmission. Interaction Lumière-Matière. Interpréter les échanges d’énergie entre lumière et matière à l’aide du modèle corpusculaire de la lumière. Relation E = h dans les échanges d’énergie. Spectre d’émission de l’hydrogène. Absorption et émission. La partie.

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