Interactions onde-matière

Description

Les lois et relations physiques élémentaires de l’interaction des ondes électromagnétiques et de la matière microscopique sont enseignées et exercées dans cette dernière UE de physique pure des parcours de chimie et chimie physique de la licence de chimie. Les éléments basiques nécessaires pour la caractérisation des ondes électromagnétiques et quelques notions élémentaires de la mécanique quantique sont introduits.
 

• Rappel des lois physiques donnant lieu à l’existence des ondes électromagnétiques ; caractérisations de ces ondes.
• Introduction succincte de la mécanique quantique et caractérisation de la nature des états de la matière microscopique à l’exemple de modèles simplifiés.
• Certains effets physiques démontrant l’interaction ondes électromagnétiques et la matière microscopique seront expliqués et appliqués en chimie.

Compétences visées

Ondes électromagnétiques

• Définir une onde électromagnétique monochromatique (un mode de rayonnement).
• Connaître les relations entre longueur d'onde, fréquence, pulsation et nombre d'ondes. Identifier l'état de polarisation d'un rayonnement électromagnétique.
• Calculer l'énergie et l'intensité spectrale d'un rayonnement incohérent et en déduire le nombre de photons.
• Relier l'intensité d'un rayonnement à la distance de sa source.

Etats discrets de la matière microscopique

• Comprendre la nature des états des atomes et molécules (diatomiques) et la décrire par des modèles simples: atome d'hydrogène, rotateurs rigides, oscillateurs harmoniques.
• Décrire les effets physiques sur lesquels repose la spectroscopie micro-ondes, infrarouge, visible et ultra-violet, et la diffraction des rayons X.

Interaction Ondes et Matière

• Connaître certains effets physiques démontrant l'interaction entre ondes électromagnétiques et des particules : effet Compton, l’expérience de Thomson, effet photoélectrique, l'effet Zeeman, l'effet Doppler, diffusion, diffraction, absorption et émission de lumière.
• Exprimer l’énergie d’interaction d’un moment dipolaire ou magnétique avec un champ électrique ou magnétique et en déduire les ordres de grandeurs de ces interactions.
• Expliquer le principe physique de la diffraction et appliquer la loi de Bragg.
• Relier la position d'une raie spectrale avec la différence énergétique entre deux états de la matière (loi de Planck-Einstein).
• Connaître la cinétique d'Einstein et déduire la vitesse d'une transition spectrale de l'intensité de la raie spectrale et vice-versa.
• Connaître les différentes formes de présenter une intensité de raie spectrale. Relier la section efficace d'absorption et le moment de tran sition dipolaire.

Contact