Le modèle de Rutherford

[Parendar]

Salut,je n'ai pas comprit la justification qui implique effondrement de l’électron sur le noyau diapo 9 du cours sur la physique quantique et notamment "Une charge accélérée doit rayonner et donc perdre de l’énergie par rayonnement électromagnétique."
J'espère que vous aurez une explication,merci d'avance



L'image est un peu dégeu dsl :/

Edit:j'ai fait quelque recherche,est ce qu'il s'agit du même principe que pour former des rayon X,la particule va être freiné,d’où un transfert d’énergie en un rayonnement continu?
Puis,si j'ai bien comprit ce phénomène de rayonnement continue n'est observable que si l'électron est sur une orbite non adapté ou non stable avec .J'ai bon?

[Mewtwo]

Salut !

Je ne t'ai pas oublié je vais te répondre quand je pourrais, désolé du retard.

[Parendar]

Pas de problème

[Polo]

+1 pour moi

[Mewtwo]

Bonjour, encore désolé du temps de réponse.

"Une charge accélérée doit rayonner et donc perdre de l’énergie par rayonnement électromagnétique"

C'est logique. L'accélération n'est pas gratuite et se fait en échange d'un rayonnement. Cette accélération est dû à la force de Coulomb, qui réduit l'orbite à chaque tour d'où une trajectoire en spirale. Or tu sais qu'un électron plus il se rapproche d'un atome plus il rayonne d'énergie, essaie de faire le lien entre les deux si tu as compris le principal.
Mais la vérité est plus compliquée physiquement. Normalement tu sais que lorsqu'une force électrique est liée à une charge au repos (ici l'électron) celle-ci va génèrer un champ électrique. Mais comme l'électron est en mouvement autour du noyau, le champ électrique va varier, cette propagation se faisant de proche en proche elle donne lieu à une onde électromagnétique de la part de l'électron.

La principale différence avec la réalité, finalement, c'est que le modèle de Rutheford suppose l'électron comme une masse ponctuelle sans composante ondulatoire, ce qui autoriserait l'électron à être totalement libre de ses positions dans l'environnement d'un noyau et donc à rayonner n'importe quelle énergie en se rapprochant suivant la loi de Kepler. Je le répète, ce n'est pas le cas en réalité.

Edit:j'ai fait quelque recherche,est ce qu'il s'agit du même principe que pour former des rayon X,la particule va être freiné,d’où un transfert d’énergie en un rayonnement continu?

Un électron rayonne bien de l'énergie en passant à proximité d'un noyau à cause de l’interaction Coulombienne ce qui l’accélère négativement (donc ça le freine) : l'énergie cinétique est convertie en rayonnement électromagnétique selon un spectre continu.
Néanmoins, ne raisonne pas ainsi sur le modèle de Rutherford car ce dernier est faux : le prof fait un raisonnement par l'absurde et tu ne dois pas en tirer des conclusions, sachant que le phénomène dont tu parles concerne un électron libre et non un électron au sein du cortège électronique de l'atome.

Puis,si j'ai bien comprit ce phénomène de rayonnement continue n'est observable que si l'électron est sur une orbite non adapté ou non stable avec r\neq a_0n^2.J'ai bon?

L'électron ne peut PAS être sur une orbite ne respectant pas les règles de quantification du modèle de Bohr. En revanche un électron libre peut rayonner de manière continue tant qu'il n'appartient pas à un atome donc.

J'espère que ça répond à tes questions.

[Parendar]

Salut,tout d'abord merci de m'avoir répondu,j'ai compris ce que tu voulais dire mais j'aimerai aller plus loin,si on estime que dans certain modèle physique un électron accélérer peut s’effondrer sur son noyau(ici j'ai compris que ce n'étais pas le cas),qu'est ce qui empêche exactement l'électron du cortège de s'effondrer?(je sais que c'est la composante ondulatoire de la particule qui l’empêche mais je ne comprends pas comment)

Merci d'avance

[Mewtwo]

qu'est ce qui empêche exactement l'électron du cortège de s'effondrer?(je sais que c'est la composante ondulatoire de la particule qui l’empêche mais je ne comprends pas comment)

Comme tu l'as dit, tout découle de la fonction d'onde de l'électron super bien décrite par l'équation de Schrödinger.
Pour répondre à ta question du coup, la vérité physique n'est pas du pile ou face, effondré ou non effondré. L'électron ne « gravite » pas autour du noyau car c’est une onde qui peut être tout autant dans le noyau que dans tout autre point de l'espace.

Je ne vais donc pas répondre à ta question mais montrer qu'elle absurde car demander si l'électron est effondré ou pas effondré ne veut rien dire car l'électron est confiné (dans un puit d'énergie) et s'organise dans n'importe quel point de l'espace de la zone de confinement induite par le noyau. Celui-ci s'organise comme tu le sais notamment selon les lois (descriptives) des orbitales atomiques que tu vois en Chimie G, zone de probabilité calculée grâce aux nombres quantiques solutions de l'équation de Schrödinger il me semble (pas celle du cours hein ). Si l’électron gagne en énergie, il est moins confiné et il évoluera différemment dans l'espace dans un nouveau puit d’énergie. Mais il reste quand même confiné et sa fonction d’onde rend encore probable que l’électron se trouve dans le noyau tout autant qu’il ne s’y trouve pas en même temps, sinon cela violerait le principe d’incertitude : l'électron est interprété je le redis de manière probabiliste.

Je ne vais pas aller plus loin car c’est totalement hors-programme et ce n’est ni l’objet du cours ni dans les dispositions des tuteurs de répondre à ce genre de question. Mais si tout ça t’intéresse et que tu as quelques notions, j’en parlerai volontiers avec toi l’année prochaine.

[Parendar]

OK,je crois que j'ai compris l'essentiel même si il y a encore pas mal de zone d'ombre mais qui ne sont pas au programme^^. J'espère pouvoir répondre à cette invitation l'année prochaine,bonne journée et merci