chapitre 6 - base de mécanique quantique Flashcards
Quel concept à la base de la mécanique quantique permet d’expliquer l’effet photoélectrique?
L’existence d’un photon, un quantum d’énergie lumineuse
Comment le concept du photon explique l’existence d’une fréquence seuil?
Une fréquence seuil correspond au travail d’extraction d’un photon pour extraire un électron.
Chaque photon extrait ou non un électron de la plaque métallique. Ainsi, si son énergie n’est pas suffisante, aucun électron ne pourra être extrait.
Comment le concept de photon explique la tension seuil (potentiel d’arrêt)?
Quand un photon extrait un électron, ce dernier garde le surplus énergétique de l’extraction. Cette énergie est transformée en énergie cinétique, ce qui permet à l’électron de se mouvoir (être en mouvement).
La tension d’arrêt est la tension nécessaire pour arrêter ses électrons avant leur arrivée à la cathode.
Qu’arrive-t-il si 2 photons ayant la moitié du travail d’extraction frappent la surface d’une plaque d’un effet photoélectrique en même temps?
Aucun effet photoélectrique n’est produit, car un atome ne peut absorber simultanément 2 photons.
Pourquoi l’énergie cinétique des électrons extraits lors d’un effet photoélectrique est-elle présentée comme une énergie cinétique maximale?
Parce que les électrons extraits peuvent perdre de l’énergie par des collisions sur les autres électrons ou les molécules avant la cathode.
Si on augmente la longueur d’onde de la lumière incidente sur un montage d’effet photoélectrique qu’arrive-t-il à l’énergie cinétique maximale des électrons extraits?
L’énergie cinétique maximale des électrons diminue, jusqu’à ce qu’aucun effet photoélectrique ne soit mesuré
Quels sont les 3 postulats du modèle de Bohr?
- Les électrons se déplacent sur des orbites stationnaires
- Un rayonnement est émis lorsqu’un électron change d’orbite
- Le moment cinétique de l’électron est quantifié
Quels sont les conséquences des postulats du modèle de Bohr?
- Le rayon des orbites est quantifiée
- L’énergie de ces orbites est aussi quantifiée
Comment un atome émet un photon et quels sont les caractéristiques du photon?
- Un photon est émis lorsqu’un électron se dirige d’un niveau quantique supérieur à un niveau quantique inférieur. L’énergie du photon équivaut à la perte d’énergie de l’élection.
Une particule entre en collision avec un atome dans son état fondamental. Si l’énergie de la particule est suffisante pour l’amener à son 3e niveau d’énergie, à quel niveau d’énergie sera l’atome après la collision?
L’électron se rendra au 2e, soit au 3e niveau quantique. Le niveau atteint est aléatoire.
Qu’arrive-t-il dans la situation précédente si l’excitation est radiative?
Si l’énergie du photon correspond exactement à la différence d’énergie entre l’état fondamental et le 3e niveau d’énergie , l’atome absorbera et atteindra le 3e niveau d’énergie. Par contre, si le photon a une énergie plus grande, alors l’atome ne pourra pas l’absorber, car ils retrouverait entre 2 niveaux d’énergie, ce qui n’est pas possible.
Différences entre les excitations radiatives et occasionnelles
- Lors d’une excitation radiative, le photon est absorbée si son énergie correspond exactement à l’écart d’énergie entre 2 niveaux quantiques. Sinon, il n’est pas absorbé.
- Lors d’une excitation occasionnelle, l’électron augmente de niveau quantique si l’énergie de la collision est suffisante. L’électron libre repart avec le reste de l’énergie.
Lorsqu’un électron est envoyé au travers 2 fentes, comme dans l’expérimentation de Young, à travers quel fente passe-t-il?
L’électron passe par les 2 fentes en même temps. C’est l’interaction avec ces 2 possibilités (2 états quantiques) qui cause l’interférence observée.
Quel est le principe à la base de l’effet tunnel?
Le principe d’interdétermination d’Heisenberg, qui permet à une particule d’avoir une énergie plus grande pendant un très court laps de temps.
