COURS 1 matiere et rayonnement

Question 1

Structure de l’atome + charge

Answer 1

un noyau + un cortège (ou nuage)
électronique qui l’entoure.
C’est une structure électroniquement
neutre (donc de charge NULLE)

Question 2

Eléments composant l’atome :

Answer 2

Electron : Particule élémentaire de charge électrique négative.
Neutron : Particule élémentaire de charge électrique nulle constituant le
noyau.
Proton : Particule élémentaire de charge électrique positive constituant
le noyau.

Question 3

X :
A:
Z:
N:

Answer 3

X : L’élément chimique en question
A = Nombre de Masse ou Nombre de Nucléons = Nombre de
Protons+ Nombre de neutrons
Z = Nombre de Charge ou nombre de Protons ou Numéro
Atomique
N = Nombre de neutrons avec : N = A - Z

Question 4

Isotope

Answer 4

Deux noyaux comportant le même nombre de Protons Z sont isotoPes

Question 5

Isobare

Answer 5

Deux noyaux comportant le même nombre de mAsse A sont isobAres

Question 6

Isotones

Answer 6

Deux noyaux comportant le même nombre de Neutrons N sont isotoNes

Question 7

conversion eV en J

Answer 7

𝟏𝒆𝑽 = 𝟏, 𝟔 × 𝟏𝟎^−𝟏𝟗𝑱

Question 8

energie En

Answer 8

• négative
• Il faut donner de l’énergie à un e- pour le séparer du noyau.
• approximation de l’énergie d’un e- sur la n-ième couche est donnée par la relation suivante :
  𝑬𝒏 = −𝒌 × 𝒁^𝟐 / 𝒏^𝟐 avec k = 13,6 eV
• 𝐸𝑛 sera donnée en eV

Question 9

L’énergie de liaison 𝑾𝒏

Answer 9

l’énergie que l’on va apporter à un e─ pour le sortir de sa couche. Cette énergie Wn est
donc positive et on a: 𝑾𝒏 = - 𝑬𝒏 .

Question 10

l’unité de masse atomique U.

Answer 10

1 U = 𝟏/𝟏𝟐 de la masse de l’atome de carbone 12 
=> 1,66 × 𝟏𝟎−𝟐𝟕 kg
= environ la masse d’un proton ou
d’un neutron
1 u ~ 931,5 𝑀𝑒𝑉 / 𝑐^2

Question 11

masse de l’atome

Answer 11

𝒎𝑨𝒕𝒐𝒎𝒆 = 𝒎𝑵𝒐𝒚𝒂𝒖 + 𝒁 × 𝒎𝑬𝒍𝒆𝒄𝒕𝒓𝒐𝒏𝒔

Question 12

Notion de défaut de masse

Answer 12

𝑴 < 𝒁 × 𝑴𝒑 + 𝑨 − 𝒁 𝑴𝒏

D’où : 𝑴 − 𝒁𝑴𝒑 − 𝑨 − 𝒁 𝑴𝒏 = 𝚫𝑴 (Défaut de masse du noyau)

Question 13

explication defaut de masse

Answer 13

• un noyau pèse moins lourd que la masse totale de ses constituants
• de l’énergie est libérée lors de la formation d’un noyau, énergie qui sert à la cohésion de ce noyau
• on peut déduire que la masse perdue s’est transformée en énergie qu’on qualifie d’Energie de liaison.

Question 14

Rayonnement 
def 
deux types :

Answer 14

• phénomène d’émission et de transport d’énergie provenant d’une source
• deux types de rayonnements :
  Le rayonnement électromagnétique et
  le rayonnement de particules.
• Il peut donc s’agir d’un rayonnement de
  particules matérielles comme des électrons, protons,particules alpha… induisant un transport d’énergie par transport de matière
• Ou des rayonnements issus de particules sans masse = les photons

Question 15

Rayonnement électromagnétique
def
comment on le décrit

Answer 15

Un rayonnement électromagnétique est un rayonnement de photons = flux de particules de masse nulle.
On peut le décrire sous 2 formes :
Comme une onde (modèle ondulatoire)
Comme une particule (car le photon est une particule de masse nulle)

Question 16

Caractéristiques d’une onde électromagnétique :

Answer 16

Avec : 𝝀 = 𝒄 × 𝑻 = 𝒄 /𝒇
Propagation de la lumière :
Dans le vide, sa propagation est rectiligne, et se fait à vitesse constante pour un milieu donné.
Célérité de la lumière dans le vide : c = 3.10⁸ m/s

Question 17

relation de Planck-Einstein :

Answer 17

calculer l’énergie transportée par un faisceau de photons
𝑬 = 𝒉 × 𝝊 = 𝒉 × 𝒄 / 𝝀
plus la longueur d’onde est basse plus le rayonnement est énergétique.

Question 18

la relation de Duane-Hunt

Answer 18

𝐄 (𝐞𝐕) = 𝟏𝟐𝟒𝟎 / 𝛌 (𝐧𝐦)

Question 19

Excitation

Answer 19

Un R.E.M. peut communiquer son énergie à un électron, et celui-ci va alors « sauter » dans la couche d’énergie supérieure mais sans quitter complétement l’atome. Cela ne se fait que si on lui donne exactement l’énergie requise.
Une excitation a lieu si : 𝑬𝒑𝒉𝒐𝒕𝒐𝒏 < 𝑾𝒏

Question 20

Ionisation

Answer 20

• Si l’on fournit à l’électron une 𝑬𝒑𝒉𝒐𝒕𝒐𝒏 ≥ 𝑾𝒏, celui-ci est alors éjecté du cortège
  électronique.
• L’atome est ionisé, et il se crée une vacance sur l’orbite où était l’électron.
• On émet alors un photoélectron.
• L’excédent d’énergie (𝐸𝑝ℎ𝑜𝑡𝑜𝑛 − 𝑊𝑛) fournie donnera l’énergie cinétique de l’électron : Ec = hv(E photon incident) - Eionisation
• création d’une « lacune » ou vacance électronique
• deux mécanismes de réarrangement du cortège électronique :
  • La Fluorescence X
  • Effet Auge

Question 21

La Fluorescence X

Answer 21

électron va libérer l’énergie sous forme d’un photon de fluorescence
Pour un électron redescendant de la couche N vers K, on a : 𝑬𝒑𝒉𝒐𝒕𝒐𝒏 = 𝑬𝑵 − 𝑬𝑲 = hv

Question 22

L’effet Auger

Answer 22

• place reste vacante
• un électron d’une couche supérieure va
  pouvoir y aller en libérant un photon
• Ce photon pourra à son tour exciter un troisième électron du cortège
• qui sera éjecté et formera alors un électron Auger.
  Ec = Wn - Wm - Wl