b. Etat excité d'un atome et émission d'un photon

On dit d’un atome qu’il est dans un état excité lorsqu’un des électrons d’une couche électrique inférieure passe, grâce à de l’énergie reçue par l’atome, à une couche électronique supérieure. L’état excité étant instable, l’électron va, tôt ou tard, revenir à sa couche électronique initiale. Ce faisant, il libère l’énergie qui lui a été nécessaire pour changer de couche électronique sous forme d’un photon. 

Il est utile de préciser qu'un électron n'aime pas s'éloigner de son noyau. Lorsqu'un électron reçoit une quantité d'énergie et va sur une orbite plus éloignée, il devient excité, c'est à dire en excès d'énergie. Il va alors avoir tendance à se débarrasser aussitôt de l'énergie qu'il a reçu en la réexpédiant à l'extérieur pour retrouver son orbite initiale. Cette énergie qu'il réexpédie est donc un photon qu'il émet. Le photon qu'il émet est une quantité d'énergie qui sera captée par un autre électron, qui lui même s'en débarassera aussitôt en émettant lui même un photon, et ainsi de suite. C'est ainsi qu'une circulation de photons se crée d'électrons en électrons. Ce phénomène répété de manière successive constitue un rayonnement.

Un photon est une particule non chargée, de masse nulle, se déplaçant à la vitesse de la lumière et transportant un quantum d’énergie, noté E.

E = h · ν

h est la constante universelle de Planck (h = 6,626 · 10-34 J · s) et ν la fréquence de la lumière monochromatique, en Hz. E est en électronvolts (eV).


Schémas explicatifs de l’état excité de l’atome

Etat initial d'un atome 


Schéma de l'état excité d'un atome
1ère étape : L'atome absorbe de l'énergie, par exemple de la lumière (photon)

2ème étape : L'absorption d'un photon suffisamment énergétique fait monter l'électron sur un niveau d'énergie supérieure : l’atome est alors dans un état excité instable.

3ème étape : L’état excité étant instable, l’électron va retourner à sa couche électronique initiale, niveau de moindre énergie. La désexcitation d'un électron et son retour vers un niveau inférieur entraîne l'émission d'un photon et l'énergie restituée sous forme de photon est égale à celle absorbée.

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