"Billard électronique"

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margotD
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"Billard électronique"

26 mars 2021, 13:34

Salut,

Il y a quelque chose que je ne comprends pas, dans son cours le Pr Patat dit que si on envoie un électron rapide donc à forte énergie il va interagir préférentiellement avec les électrons des couches profondes d'énergie équivalente à la sienne (K ou L). Sauf que je pensais que les couches les plus profondes étaient celles de plus basse énergie.
De plus, il dit ensuite que pour combler l'instabilité électronique, des électrons des couches supérieures descendent vers les couches profondes et envoient un photon pour libérer leur surplus d'énergie.

Mais du coup ce que je comprends pas c'est les rapports d'énergie. Pour que l'électron (d'une couche supérieure) qui comble le manque (après éjection d'un électron des couches K ou L) puisse libérer un photon alors ça veut dire qu'il se retrouve dans un lieu moins énergétique. Alors les couches profondes seraient moins énergétiques. Mais si elles sont moins énergétiques, comment l'électron incident très rapide et énergétique peut aller interagir avec ces couches profondes?

J'ai écris un pavé désolée c'est compliqué à expliquer :)

Merci d'avance pour votre réponse.

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RenéLaSaucisse
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Re: "Billard électronique"

27 mars 2021, 18:34

Salut MargoD ! J’espère que tu vas bien.
Alors ce qu’a dit Patat dans son cours à ce sujet est à retenir !

:arrow: Lorsque l’on bombarde un atome cible avec des électrons accélérés, ces derniers vont entrer en collision avec des électrons du cortège ayant des énergies de « couplage » comparables.

Pour mieux comprendre, imagine-toi l’une des scènes du film Interstellar (« Docking Scene ») où tu as deux navettes qui tentent de s’amarrer l’une à l’autre.
Si les deux vaisseaux ne sont pas à la même vitesse, l’amarrage va être difficile. Alors que si les vitesses des deux navettes sont comparables ça devient possible. Tu me suis ?


Et bien c’est le même principe avec le « billard électronique ».
- Les électrons incidents rapides donc très énergétiques impactent sur les électrons d’énergie similaire. Donc les électrons fortement lié au noyau : ceux des couches profondes (K,L ..) à l’énergie de liaison importante.
- Les électrons incidents lents donc peu énergétiques impactent sur les électrons d’énergie similaire. Donc les électrons faiblement liés au noyau : ceux des couches périphériques à l’énergie de liaison plus faible.

:idea: C’est une histoire de point de vue, ici pour l’impact de deux électrons : on met l’accent sur l’énergie de l’électron incident et sur l'énergie de liaison de l’électron du cortège.


Mais attention, là on va changer de point de vue ! On va mettre l’accent sur l’état quantique énergétique de la couche électronique.
:arrow: Ainsi après collision on se retrouve avec un premier électron incident et un deuxième électron éjecté par le premier. Du coup l’atome cible se retrouve ionisé, donc dans un état moins stable et de plus haute énergie (il est excité en gros).

Pour pallier cette instabilité électronique, l’atome a une combine qui est la transition électronique. Le cortège électronique étant déstabilisé (dans un état thermodynamique de haute énergie du coup) va rechercher la stabilité via le rayonnement par fluorescence.

:!: Sur le plan quantique ou thermodynamique :
- Les couches profondes sont très stables car les électrons fortement liés au noyau, sont peu facilement excitables. Elles sont de basses énergies.
- Par contre les couches périphériques sont moins stables puisque leurs électrons beaucoup plus éloignés du noyau, sont faiblement liés et donc facilement arrachables. Elles sont de hautes énergies.

(C’est là que oui, les couches profondes sont considérées comme des états quantiques énergétiques moins importants que les couches périphériques. Tu vois la différence avec ce que je t’ai dit plus haut ? En tout cas va au plus simple ici et ça coulera tout seul).

Ainsi un électron des couches supérieures va chercher à combler le trou de la collision électronique précédente en dégringolant vers les couches profondes où il y a de la place. L’électron périphérique va alors céder une partie de son énergie quantifiée sous la forme d’un photon X pour être de même énergie quantique que la couche sur laquelle il va aller.


:arrow: :arrow: Mais retiens bien +++ que pour la collision :
- Électrons incidents rapides énergétiques impactent sur les couches profondes
- Électrons incidents lents peu énergétiques impactent sur les couches périphériques
Et qu’après la collision :
- Le retour à l’équilibre se fait par transition électronique (émission d’un photon : excédent d’énergie) des couches périphériques aux couches profondes

Ma réponse est très longue … Est-ce que tu me suis ? En tout cas c’est comme ça que je le vois malgré les faibles informations que Patat nous donne à l’oral. :geek:

Autrement j’en ai fini ! Bon courage à toi
Zoubi de René :mrgreen:
Dernière modification par RenéLaSaucisse le 29 mars 2021, 09:13, modifié 2 fois.

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margotD
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Re: "Billard électronique"

28 mars 2021, 10:58

Ton explication était géniale !! Merci beaucoup <3

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