Spectre solaire. 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. De telles sources de lumières sont appelées « lampes à décharge ». Connaître les relations λ=c/ ν et ΔE=h ν et les utiliser pour exploiter un … Modèle corpusculaire de la lumière : le 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. Q2. Revenir aux chapitres. Il étend cette théorie à la lumière. Écoutez attentivement pour répondre aux questions ci-après. Énergie d’un photon. 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. Ces longueurs d’onde émises ou absorbées sont caractéristiques de chaque atome car elles dépendent des niveaux d’énergie de cet atome. M. REMRAM - … 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. Interaction lumière-matière : émission et absorption. Au niveau microscopique, les photons qui composent la lumière peuvent interagir avec les atomes qui constituent la matière. diagramme de niveaux d'énergie. Quantification des niveaux d'énergie de la matière. Relation ΔE = hν dans les échanges d’énergie. Quantification des niveaux d’énergie de la matière.Connaître les relations Modèle corpusculaire de la lumière : le photon. utilise le concept d’onde électromagnétique pour expliquer et prévoir les résultats comme la dispersion de la lumière mais . Cas a : Le photon 1 d’énergie appropriée est absorbé, l’électron passe à un niveau d’énergie supérieure. Q2. Distinguer une source polychromatique d'une source monochromatique caractérisée. Résonateurs et cavités : modes longitudinaux et transverses, critères de stabilité, propagation gaussienne. IV. Energie d’un photon. Interaction lumière-matière : émission stimulée, coefficients d'Einstein, absorption et gain, équations d'évolution. Objectif : Déterminer le lien entre la température d’un corps et les longueurs d’onde du rayonnement qu’il émet. ν= h.c/ λ), Exo 8 p 89 (cours : nx Modèle corpusculaire de la lumière. Spectre solaire. 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. 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. Modèle corpusculaire de la lumière : le photon. En effet, dans un atome, les électrons gravitent autour du noyau. INTERACTION LUMIERE- MATIERE Type d'activité | Activité-cours. 18.1 effet photoélectrique 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. Relation ΔE = hν dans les échanges d’énergie. 23 août 2017 3 décembre 2017 Daphné Première Scientifique > Physique-Chimie. Interaction lumière-matière 4.1. 5 - Absorption, émission stimulée, émission spontanée. Énergie d’un photon. d’émission. résumé de cours. Séance 1 : Interaction lumière matière. Interaction lumière-matière : émission et absorption. - Absorption et émission de photons. Interaction lumière matière : émission et absorption. FICHE 1 Fiche à destination des enseignants 1S 5 INTERACTION LUMIERE- MATIERE Type d'activité | Activité-cours. Spectre solaire. Ils seront certes réémis par Modèle corpusculaire de la lumière : le photon. Quantification des niveaux d’énergie de la matière. Relation de Planck-Einstein La physique quantique (Serge Haroche - Prix… élastique! Relation ΔE = hν dans les échanges d’énergie. - 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. Energie d’un photon. Énergie d'un photon. Activité : Interaction lumière-matière. Lumière et énergie 1.1. Pr. (physique des «C’est la naissan e de la physique quantique quanta »). 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. Modèle corpusculaire de la lumière : le photon. Connaître la quantification des niveaux d'énergie des atomes. 3. Nombres quantiques et orbitales atomiques. Relation ΔE=h ν Compétences attendues Interaction lumière-matière Notions et contenus Compétences exigibles Interaction lumière-matière : émission et absorption. Relation E = h dans les échanges d'énergie. Interaction des photons avec la matière Les photons peuvent parcourir d’importantes distances en fonction de leur énergie entre chaque interaction et perdent de l’énergie au cours de leur parcours. Cela se traduit au niveau atomique par l’émission ou l’absorption d’un photon par un atome. Flory 2013-2014 Plan du cours Interactions aux faibles flux de photons • Généralité • Interaction résonante lumière-matière (absorption et émission stimulée) 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. La lumière et la dualité onde-corpuscule. Dans la majorité des dispositifs optoélectroniques, l'émission et l'absorption de lumière sont considérées comme des phénomènes perturbatifs. Le retour de l’atome à l’état fondamental induit l’émission de rayonnement i.e. Relation E = h dans les échanges d’énergie. Modèle corpusculaire de la lumière Connaître les relations : le photon. Chapitre 5 : Interaction lumière – matière 1. Quantification des niveaux d’énergie de la matière. Connaître les relations = cl. Interaction Lumière-Matière. Interaction lumière-matière : émission et absorption. Voici quelques éléments de réponse à vos interrogations. Spectre solaire. Au xixe siècle, on a remarqué que des gaz d’atomes avaient des raies d’absorption et d’émission bien définies (figure 1). Exemple en émettant L’absorption de lumière L’absorption de lumière se fait par le gain d’énergie de l’électron. 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. Interaction lumière - matière : émission, absorption Type d'activité : Activité documentaire avec débats-bilan, exercices. Dans le cadre de l’interaction lumière/matière, ces transitions sont l’absorption et l’émission. Pour s'auto-évaluer. 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. Qui produit de la lumière ? Figure 1. L’histoire des quanta. Notions et contenus : Interaction lumière-matière : émission et absorption. 3)- QCM. Si non que contient-elle ? Spectre solaire. - Enjeux énergétiques : rendement d’une cellule photovoltaïque. Énergie d’un photon. X – Interactions Matière-Rayonnement 1. 2(De(telles(bandes(permettent(de(décrire(les(propriétés(des(électrons(dans(les(matériaux(semiQconducteurs. Spectre solaire. IV- Applications. 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 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'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. Relation ΔE = hν dans les échanges d’énergie. Excitation de niveaux atomiques profonds Transfert d’énergie ΔE > 50 eV. 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. L’énergie d’un atome ne peut prendre que certaines valeurs : l’énergie d’un atome est quantifiée. Interpréter les échanges d’énergie entre lumière et matière à l’aide du 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. Généralement, lorsque la lumière arrive sur la matière, une partie est réfléchie, une autre est absorbée et le reste est transmis. Elle est alors transformée en une autre énergie qui se traduit par l’excitation de l’atome. Quantification des niveaux d’énergie de la matière. Au xixe siècle, on a remarqué que des gaz d’atomes avaient des raies d’absorption et d’émission bien définies (figure 1). 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. 2) Quel nouveau concept met-il en avant ? 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. Thème : Observer sous-thème : Couleurs et images TP interaction lumière-matière 1 Objectifs: Interpréter les échanges d’énergies entre lumière et matière à l’aide du modèle corpusculaire de la lumière. Modèle corpusculaire de la lumière : le 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. Quantification de l’énergie d’un atome . L'émission spontanée et l'absorption sont les deux mécanismes d'interaction entre la matière et la lumière dont nous avons l'expérience commune. Généralement, lorsque la lumière arrive sur la matière, une partie est réfléchie, une autre est absorbée et le reste est transmis. A la fin du XIXe siècle, la physique classique . En passant d’un état excité à un état d’énergie inférieure, l’énergie … INTERACTION LUMIERE- MATIERE Type d'activité | Activité-cours. Fiche professeur Interaction lumière – matière : émission, absorption. L'interaction … Paramètres d'opération des lasers : conditions d'oscillation, seuil et fréquence d'oscillation, puissance, rendement. Modèle corpusculaire de la lumière : le photon. Spectre solaire. | | Notions et contenusInteraction lumière-matière : émission et absorption.Quantification des niveaux d’énergie de la matière.Modèle corpusculaire de la lumière : le photon. fluorescence! Lorsque la lumière arrive sur la matière, ces atomes et molécules peuvent réagir de diverses manières : absorption, fluorescence, transmission, réfraction, réflexion, diffusion. Interpréter les échanges d'énergie entre lumière et matière à l'aide du modèle corpusculaire de la lumière. Revenir aux chapitres. 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. Quantification des niveaux d'énergie de la matière. Notions et contenus Interaction lumière-matière : émission et absorption. Énergie d’un photon. Interaction des photons avec la matière et forme des spectres en spectrométrie de photons X et γ 1. Séance 3 : Présentation et synthèse Prérequis Savoir que la lumière peut être décomposée afin d’obtenir son spectre. Interaction lumière-matière : émission et absorption. ν= h.c/ λ), Exo 8 p 89 (cours : nx Fluorescence, terme introduit par Stokes en 1852, de fluor (fluorine = fluorure de Ca) ! Exploiter un diagramme de niveaux d'énergie en utilisant les relations λ = c /ν et ΔE = hν. b)- Émission de la lumière par un atome. c)- Absorption de la lumière par un atome. Elles sont aussi utilisées, en autre, pour des expériences de … 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. Énergie d’un photon. INTERACTION LUMIERE- MATIERE Type d'activité Activité-cours. Modèle corpusculaire : le photon, énergie d’un photon. Énergie d'un photon. Quantification des niveaux d’énergie de la matière. La quantification des niveaux d’énergie rend compte du caractère discontinu des spectres d’émission et d’absorption atomiques. Spectre d’émission de l’hydrogène. Si non que contient-elle ? Figure 1. PHOTOLUMINESCENCE! 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. Energie d’un photon. L’émission de lumière se fait par la perte d’énergie de l’électron. (Les(relations(de(dispersion(p … Énergie d’un photon. 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. Au niveau microscopique, les photons qui composent la lumière peuvent interagir avec les atomes qui constituent la matière. 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. • 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. interaction lumière - matière! Les interactions rayonnement-matière (ou interactions lumière-matière) décrivent, dans le cadre de la mécanique quantique, les effets d'un rayonnement sur un atome . L’interaction lumière matière est quantifiée, on a des raies d’émission et d’absorption, on va s’intéresser aux mécanismes qui en sont à l’origine, et voir comment on peut les utiliser pour faire des sources quasi monochromatiques (dont on a besoin en optique) (ie on va parler du laser….) Énergie d’un photon. 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. Écoutez attentivement pour répondre aux questions ci-après. DIFFUSION! Lors de l’absorption, l’énergie lumineuse du photon est transmise à l’atome. Relation E = h dans les échanges d’énergie. Spectre solaire. 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. 23 août 2017 3 décembre 2017 Daphn é Première Scientifique > Physique-Chimie. L’ampoule utilisée contient-elle un filament de tungstène ? Ce qui produit la lumière est appelé « source primaire ». inélastique! Relation ΔE = hν dans les échanges d’énergie Type d’activité : Activité-cours. Q1. Ex. 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 ? | | Notions et contenusInteraction lumière-matière : émission et absorption.Quantification des niveaux d’énergie de la matière.Modèle corpusculaire de la lumière : le photon. Séance 2 (durée 2 h) : Etude de document (tâche complexe) : Le spectre solaire.