Salut ! Pas de souci pour les deux questions en un post d'autant plus que ça se rapporte à un même sujet.
Dans les diapos du prof de l'année dernière, pour la deuxième partie de l'optique, à la diapo 3, il dit que la résonnance c'est l'émission d'un photon dont l'énergie est égale à l'énergie du photon absorbé. En gros si l'atome est passé de l'état fondamental au 1er état excité et qu'il se desexcite par transition direct (= sans transition en cascades), sans passage par des niveaux excités différents, c'est de la résonnance ?
Je vais te répondre en utilisant moi-même la diapo et mes connaissances, le prof n'ayant absolument pas détaillé le phénomène de
résonance, le passage est même assez flou en lui-même et je comprends qu'il puisse un petit peu te perturber à cause de ce qui suit (en vérité ce sont les diapos du professeur Legrand que le professeur Sepulchre a réutilisé l'année dernière).
Let's do this. La question va être complexe à répondre, j'en toucherai un mot à Legrand pour compléter le message de ce soir, tu as de la chance (sauf si j'ai déjà tout dit).
Première chose, on parle bien ici d'un atome en effet, alors que les diagrammes de Perrin-Jablonski c'est plutôt pour les molécules (à cause de la prise en compte dans le diagramme des sous-niveaux vibrationnels et rotationnels).
Il dit donc que "après absorption d’un photon, le retour d’un atome excité vers son état initial peut suivre 3 scénarios : (1) émission d’un photon d’énergie égale à celle du photon absorbé (résonance)."
Ce n'est pas ce qu'on observe généralement en (photo)luminescence où on a des photons d'énergies plus faibles qui sont émis par rapport au photon absorbé. Si un atome résonne, il renvoie a priori le même photon qui lui est parvenu, ou il serait plus exact de dire, il renvoie un photon de longueur d'onde EXACTEMENT identique au photon incident.
On l'observe d'ailleurs pour le sodium, je cite un article :
<< On éclaire le ballon à l’aide d’une lampe à sodium, qui émet la lumière jaune caractéristique du sodium. Sous l’effet de l’excitation optique résonnante, les atomes éclairés deviennent eux-mêmes source de lumière à la même longueur d’onde. C’est le phénomène de résonance optique ! >>
Tu mets donc le doigt sur une exception qui est appelé "cas limite de fluorescence", car il arrive qu'un atome renvoie un photon d'énergie identique au photon absorbé, comme tu l'as si bien dit,
si l'atome est passé de l'état fondamental au 1er état excité et qu'il se desexcite par transition direct (= sans transition en cascades), sans passage par des niveaux excités différent on parlera effectivement de résonance !
Mais au niveau des molécules on n'observe pas cette résonance, car d'après la loi (
de Kasha) le fait que la longueur d'onde d'émission soit plus grande que celle d'excitation est due au fait que la molécule retourne à l'état fondamental à partir du plus bas sous-niveau d'un état excité, de l'énergie est donc perdue par relaxation vibrationnel d'entrée de jeu. Et l'électron lui-même ne va pas atterrir directement à l'état fondamental. Je suppose que c'est pas impossible qu'il fasse un saut "atomique" en évitant les sous-niveaux vibrationnels, mais c'est pas la peine de tortiller là-dessus tellement ça doit être pas vu en pratique, surtout pour une exception qui n'a même pas été détaillée en cours. Le sera-t-elle cette année surtout quand je vais devoir lui en parler?
Sur la même diapo 3, il dit que la desexcitation peut se faire par des niveaux intermédiaires ou métastables mais pour moi intermédiaire = métastable non ?
On va prendre l'exemple de la phoshorescence, ce sera très bien.
Rappel : au sein d'une molécule on parle de niveaux S dans un diagramme Perrin-Jablonski, histoire que tu sois pas gênée.
Admettons qu'un électron en S2 passe en S1 puis de S1 à S0 (qui est l'état fondamental), on dit qu'il va se désexciter par le niveau
intermédiaire S1, mais il n'est absolument pas "
métastable" vu le peu de temps que l'électron y reste (10^-7 secondes, c'est très rapide donc pas stable !). Pour imager tout ça, imagine toi un équilibriste (l'électron) sur une corde de 0,5 mm (représentant S1) : il voudra vite retourner au sol (représentant S0) tellement que c'est difficile de rester ainsi.
Par contre, si notre électron fait S2 puis S1 et que au niveau de S1 il lui arrive un croisement intersystème, il va via des
transitions non radiatives se retrouver ensuite au fameux niveau
intermédiaire T1. Or T1 est dit "
métastable" car l'atome, qui est toujours excité, va pouvoir rester avec un électron sur une couche supérieur tel que T1 de plusieurs secondes à plusieurs heures, alors que T1 n'est pas le niveau fondamental !
C'est comme si l'équilibriste alors sur la corde de 1 mm (S1) arrivait à faire la toupie puis atterrissait sur une bonne corde bien épaisse de 5 cm et bien stable (représentant T1), il restera plusieurs instants avant de redescendre.
Donc tu comprends que niveau
intermédiaire n'est pas synonyme de niveau "
métastable", en relisant la diapo 3 tu devrais comprendre j'espère.
N'hésite si tu as d'autres questions ou si tu veux que je précise un point.
Bonne soirée. o/
), mea culpa je sais pas comment j'ai fait.
