Formule photon de fluorescence

[Freaky]

Bonjour ^^

Lorsqu'un électron libre vient combler une case vacante (et donc qu'il retourne à son état fondamental), on nous dit qu'il émet un photon de fluorescence d'énergie E = hv =|Wi|

Seulement je ne comprends pas trop cette formule. Je m'explique :
Lorsque l'électron est ionisé il acquiert une certaine énergie cinétique, et il me semble logique que pour retourner sur une orbitale il doit perdre cette énergie cinétique pour récupérer l'énergie de l'orbitale qui est égale (si j'ai bien compris) à la valeur absolue de l'énergie de liaison de l'électron.

Or, du coup, je ne comprends pas pourquoi pour récupérer cette énergie il doit émettre un photon dont l'énergie est égale à cette énergie de liaison, car l'énergie qu'il resterait à l'électron ne serait pas égale à l'énergie de l'orbitale.
Du coup dans ma tête la bonne formule serait plutôt E = hv = T - |Wi|.
Alors si vous pouviez m’expliquer pourquoi ce n'est pas le cas s'il-vous-plait

PS : Je ne sais pas si ma question est assez claire, au pire je reformulerais x)

[Spooky]

Salut!

Petite correction: "l'énergie de l'orbitale qui est égale (si j'ai bien compris) à la valeur absolue de l'énergie de liaison de l'électron."

J'ai pas compris pourquoi tu m as dit ça: "car l'énergie qu'il resterait à l'électron ne serait pas égale à l'énergie de l'orbitale."

[Freaky]

Ce que je voulais dire par là c'est que un électron sur la couche i aurait une énergie égale à la valeur négative de son énergie de liaison = -|Wi|
Or si il perd cette valeur d'énergie en l'utilisant pour émettre un photon, ça n'a pas de sens qu'il se retrouve avec cette énergie une fois sur l'orbitale

Bon je vais peut être faire un exemple (parce qu'effectivement sans c'est pas très clair )
En gros imaginons un électron sur une orbitale K, il aura une énergie E=-13.6 eV
Si il est ionisé par un photon d'énergie E=14 eV, il aura une énergie cinétique Ec=0.4 eV (je pense que jusque la tout va bien x) )
Seulement, si il revient sur une orbitale K en émettant un photon, selon la formule il émettra un photon d'énergie Ep = |Wi|= 13.6 eV selon la formule donnée en cours, seulement si c'est le cas l'électron aura une énergie E= Ec - Ep = Ec - |Wi| = 0.4 - 13.6 = -13.2 eV. Et je vois pas comment cela pourrait être possible, puisque son énergie devrait être égale à -13.6 eV.

Après peut être que j'ai pas du tout compris quelque chose dans le phénomène, mais du coup ca me perturbe

[Spooky]

Ce que je voulais dire par là c'est que un électron sur la couche i aurait une énergie égale à la valeur négative de son énergie de liaison = -|Wi|
Or si il perd cette valeur d'énergie en l'utilisant pour émettre un photon, ça n'a pas de sens qu'il se retrouve avec cette énergie une fois sur l'orbitale

Bon je vais peut être faire un exemple (parce qu'effectivement sans c'est pas très clair )
En gros imaginons un électron sur une orbitale K, il aura une énergie E=-13.6 eV
Si il est ionisé par un photon d'énergie E=14 eV, il aura une énergie cinétique Ec=0.4 eV (je pense que jusque la tout va bien x) )
Seulement, si il revient sur une orbitale K en émettant un photon, selon la formule il émettra un photon d'énergie Ep = |Wi|= 13.6 eV selon la formule donnée en cours jusque la ok ), seulement si c'est le cas l'électron aura une énergie E= Ec - Ep = Ec - |Wi| = 0.4 - 13.6 = -13.2 eV (c'est la où ça bug et je ne comprends pas pourquoi tu dis ça ). Et je vois pas comment cela pourrait être possible, puisque son énergie devrait être égale à -13.6 eV.

Après peut être que j'ai pas du tout compris quelque chose dans le phénomène, mais du coup ca me perturbe

Enfait je comprends pas pourquoi tu me sors "E= Ec - Ep = Ec - |Wi|". Ceci est la formule pour savoir l'énergie cinétique de l'électron expulsé mais pas pour savoir l'énergie d'un photon. De plus ton électron qui a été expulsé avec une énergie de 0,4 eV ne peut pas revenir sur la couche K (13,6 eV). Tu vois ce que veux dire?

[Freaky]

... Ben non la je vois encore moins en fait

C'est pas justement parce qu'il revient sur une couche (comme la couche K), alors qu'il avait été expulsé auparavant, qu'il émet un photon ? A moins qu'il faut qu'il ait perdu toute son énergie cinétique avant de revenir sur une couche (donc il aurait une énergie cinétique = 0 eV) ?

Parce que sinon je pars du principe en fait que l'énergie du photon provient de l'énergie de l'électron qui arrive au niveau de la case vacante, et ce qui me perturbe c'est que si il perd l'énergie qui est donnée par la formule du cours (|Wi| donc), ben c'est quoi son énergie à la fin quand il arrive sur la couche i ? E = - |Wi|

En fait en gros, c'est pas la formule en elle-même que j'ai pas comprise, c'est surtout comment l'énergie du photon calculée peut être compatible avec l'énergie qu'il restera à l'électron une fois qu'il aura libéré ce photon, parce que selon d'autres formules elle est censée être égale à -|Wi| ce qui n'est clairement pas possible si il possédait une énergie non nulle (du moins c'est ce que je comprends après peut être que mon raisonnement est faux)

J'espère que c'est clair cette fois-ci parce que je vois vraiment pas comment expliquer autrement en fait x) Et désolé de te donner du fil à retordre

[Spooky]

Re!

Je crois avoir compris ce que tu veux dire

Oui une fois arrivé sur la couche, il émet un photon
Non il faut que l'électron est la même énergie (en valeur absolue) que la couche pour venir sur l'orbitale

Une fois arrivé sur la couche, l'énergie de l'électron est toujours égale à l'énergie de l'orbitale car on a toujours dit que l'énergie d'un électron d'une certain couche est égale à l'opposé de l'énergie de cette couche.

Enfaite ce que tu ne comprend pas c'est pourquoi cet électron (sur la couche) a cette énergie et en plus de cela il dégage cette même énergie en photon? (donc en gros il y a 2 fois plus d'énergie qu'avant: électron + photon)

[Freaky]

C'est exactement ça

[Spooky]

Heu... Franchement... J'en sais rien, je mettais jamais posé la question
Léa va passer par ici si elle a une explication

[Elchurros]

Holà !

Alors j'ai pas d'explication non plus (désolée )

Tu veux qu'on en parle au prof ?

[Freaky]

Ce serait vachement sympa de votre part Parce que même si ça doit pas être très important ou trop compliqué à comprendre ça me perturbe un peu cette histoire d'énergie venue de nulle part ^^'.
Merci beaucoup en tout cas de vous donner autant de mal pour m'aider

[Elchurros]

Pas de soucis, on est là pour ça !
On lui posera la question une fois qu'il aura fait son cours à la fac

(je mets ton post en attente pour pas qu'on l'oublie pendant le semestre)

[Spooky]

Re!

Je viens d'y repenser et je pense pas qu'on utilise le bon repère de temps pour dire qu'il y a deux fois plus d'énergie qu'au début. Nous on se référai au moment où l'atome va redevenir stable (lorsque l'électron libre vient sur la case vacante). Mais enfaite non.. il faut se référencer lorsque l'atome est stable au tout début, lorsqu'il a son électron sur la couche

Exemple: On prend toujours notre H qui va se faire ioniser
-Au tout début tout va bien il a une énergie de -13,6eV (première énergie), il se fait ioniser par un photon (deuxième énergie)
-A la fin, pareil, l'électron revient sur sa couche et a une certaine énergie (qui correspondrai à la première énergie) et le photon dégagé (qui correspondrai à la deuxième énergie)

Je sais pas si je suis clair dans ce que j'ai dit

[Freaky]

Re !

Je suis désolée mais je dois t'avouer que j'ai effectivement pas tout compris

[Spooky]

Dacc mdr Je vais essayer de reprendre

Enfaite au début lorsque l'on regardait le bilan énergétique, on le regardait en plein milieu de son excitation/désexcitation. Et pour regarder un bilan énergétique il faut regarder du moment où il est stable (au début) jusqu'au moment où il redevient stable (à la fin)
Tu vois?

[Freaky]

Ah d'accord je vois ce que tu veux dire !

Seulement il y a toujours un hic selon moi, parce que la seconde énergie dont tu m'as parlé, elle a servi à ioniser l'électron (donc techniquement l'électron l'a emporté avec lui), seulement l'électron qui revient n'a plus cette énergie avec lui puisqu'il doit avoir une énergie égale à -13.6 (il a perdu l'énergie cinétique venant du photon de départ).

Donc en gros si on fait le bilan l'atome gagne une énergie, qui sert à ioniser l'électron, mais cette énergie ne revient pas donc il ne peut pas la restituer puisque l'électron l'a perdu en chemin, non ?

Edit : Je viens de voir dans la lecon que effectivement l'atome avait un excès d'énergie au temps pour moi
Mais du coup je comprends encore moins, il vient d'ou cet exces d'énergie si c'est l'électron qui "prend" l'énergie du photon ?

[Spooky]

Le photon arrive avec une énergie supérieur à 13,6eV. Ce surplus d'énergie est convertie en énergie cinétique de l'électron
Et la il y a 2 possibilités:
-Soit ton électron qui s'est fait ioniser va perdre de l'énergie successivement en provoquant d'autres ionisation sur d'autres atomes jusqu'à avoir une énergie de -13,6eV pour pouvoir retourner sur la case vacante
-Soit un électron libre (autre que celui qui s'est fait ioniser) ayant une énergie égale à la couche K

Pour le excès d'énergie retient juste que ca veut dire instable

[Freaky]

Ca j'avais compris seulement ca repond toujours pas à ma question (désolé) x)

* Visiblement l'atome devient instable ok, mais encore une fois pourquoi ? on ne lui a pas donné d'énergie puisque l'énergie a été convertie en énergie cinétique de l'électron.
* Et à la limite je veux bien admettre qu'il soit excité, mais alors je ne comprends toujours pas d'ou vient le second photon (celui de fluorescence), parce que si il vient du noyau ca n'a pas de sens (un noyau qui émet des photon ) et il ne peut pas venir de l'électron non plus... Du coup je vois toujours pas comment il est arrivé là ce photon

Désolé si je suis un peu insistante avec ça mais je comprends vraiment pas, et comprendre ca m'aide beaucoup à mémoriser
Je pense qu'il faudrait mieux demander directement au prof x)

[Spooky]

- Lorsque le photon arrive sur l'électron une partie (pas tout) de l'énergie est emporté par ce dernier hv = T + |Wi|. hv représente l'énergie du photon, T représente l'énergie cinétique du photon, |Wi| représente l'énergie qu'il faut pour ioniser l'électron (et c'est cette énergie qui deviendra ce fameux excès car elle est transférée en rien du tout et reste sur l'atome)
- Lorsqu'un électron libre revient sur l'orbitale c'est encore ce fameux excès d'énergie (qui provient du photon qui a servi à ioniser) qui va être restituer en photon. Comme si l'électron vire le surplus pour reprendre sa place

"Pourquoi dit-on que l'atome est en excès d'énergie après une ionisation? Une étudiante comprend que l'atome est instable car il a perdu un électron mais ne comprend pas pourquoi on parle d'excès d'énergie car ce surplus s'est fait emporté par ce dernier en dehors de l'atome.
De même elle a du mal à comprendre d'où provient le photon de fluorescence lors qu'un électron libre arrive sur l'orbitale lors du réarrangement pour que l'atome redevienne stable. "
Tu veux qu'on lui envoie ?

[Spooky]

Le prof a confirmé

[Freaky]

Ok, je pense que j'ai compris ^^

Merci beaucoup du temps que tu m'as accordé et d'avoir posé la question au prof