| Titre : | Physique atomique : T1 expériences et Principes fondamentaux |
| Auteurs : | Cagnac B, Auteur ; Pebay-Peyroula J.C, Auteur |
| Type de document : | Monographie imprimée |
| Editeur : | Paris [France] : Dunod, 1975 |
| ISBN/ISSN/EAN : | 978-2-04-002555-7 |
| Format : | 1 vol. (295 p.) / ill. / 24 cm |
| Langues: | Français |
| Index. décimale : | 539.7 (Physique atomique et nucléaire) |
| Résumé : |
Cet ouvrage est consacré à l'exposé des lois fondamentales de la physique quantique qui règnent à l'échelle de l'atome. Il met en lumière leur significa-tion concrète et développe essentiellement leurs aspects pratiques et leurs conséquences expérimentales.Supposant connues les lois générales de l'électromagnétisme et les notions élémentaires de la thermodynamique statistique, cet exposé débute par la des-cription des phénomènes de physique qui mettent en jeu la notion de quanti-fication. Plusieurs chapitres sont ainsi consacrés aux phénomènes qui illus-trent la description corpusculaire du rayonnement électromagnétique et qui mettent en évidence la complémentarité entre cette description corpusculaire et la description ondulatoire.Est ensuite abordée la description de la structure interne de l'édifice atomique, à laquelle est consacrée la plus grosse partie de l'ouvrage. Une large place est faite aux expériences concernant les moments magnétiques et moments cinétiques des atomes et, en particulier, au phénomène de réso-nance magnétique dont les applications pratiques sont nombreuses dans beau-coup de domaines.L'explication quantique de l'édifice atomique, qui constitue le 2` tome de cet ouvrage, n'est en aucune manière un cours de mécanique indique les conséquences en ce qui concerne la structure ( insistant sur les aspects expérimentalement observables. chapitres, en particulier, brossent un tableau des préoccupation expérimentateurs en physique atomique et développent, plus domaine des lasers. |
| Sommaire : |
PREMIÈRE PARTIE ONDE ET PHOTON CHAPITRE I. Quantification de l’énergie 3 1. Rappel de la loi de Planck 3 2. Effet photoélectrique 5 A. Description expérimentale 5 B. Interprétation du seuil et de la contre-tension maximale 6 C. Sensibilité et rendement quantique 10 D. Photo ionisation 11 3. Spectres optiques 13 A. Principe de combinaison et loi de Bohr 14 B. Expériences de résonance optique. Etat fondamental d'un atome 18 C. Largeur des raies spectrales. Effet Doppler 22 4. Excitation électronique d'une vapeur atomique 24 A. Potentiels d'ionisation 25 B. Collisions élastiques et inélastiques 28 C. Potentiels de résonance. Expérience de Franck et Hertz 29 D. Potentiels critiques 32 5. Unités d’énergie 34 CHAPITRE II. Quantité de mouvement du rayonnement 38 1. Aspect classique. La pression de radiation 38 A. Calcul de la pression de radiation en électromagnétisme classique 38 B. Interprétation en terme de quantité de mouvement 42 C. Versification expérimentale 44 2. Quantité de mouvement du photon 46 A. A partir de la pression de radiation 46 B. A partir de la relativité 48 3. Collisions élastiques de photons. Effet Compton 49 A. Les expériences de Compton sur la diffusion des rayons X 49 B. Calcul de la collision élastique photon-electron libre 51 C. Observation des électrons Compton 54 D. Collision élastique photon-electron lie. Diffusion Thomson 55 4. Collisions inélastiques de photons 56 A. Absorption de photons 56 B. Emission de photons 58 C. Application aux rayons y. Effet Mossbaüer 59 5. Revue d'ensemble des processus de collision 63 CHAPITRE IH. Les probabilités des transitions radiatives 66 1. L'absorption des photons 66 A. Modèle des sphères dures et notion de section efficace 66 B. Coefficient d'absorption et mesure expérimentale des sections efficaces . . . 69 C. Probabilité de transition par unité de temps 71 D. Etalement du phénomène sur l'échelle des fréquences 72 2. L'émission spontanée des photons 74 A. Probabilité d'émission spontanée et durée de vie d'un état excité 74 B. Mesure expérimentale des durées de vie 77 C. Comparaison avec la théorie classique du rayonnement 80 3. Emission induite et théorie du rayonnement d'Einstein 81 A. Notion d'émission induite 81 B. Bilan des trois types de transitions dans l'expérience de résonance optique 83 C. Relations entre les probabilités des transitions radiatives 84 CHAPITRE IV. Dualité onde-corpuscule 88 1. Liaison entre les photons et l'amplitude du champ classique 88 A. Densité d'énergie et nombre de photons 88 B. Intensités lumineuses faibles et comptage des photoélectrons 90 C. Interférences photon par photon et interprétation probabiliste de l'onde 93 2. Caractéristiques des photons en liaison avec la fonction spatio-temporelle du champ classique. Principe d'incertitude 97 A. Onde plane illimitée 97 B. Onde limitée dans le temps à l'intérieur d'un créneau 98 C. Train d'onde amorti et largeur naturelle 101 D. Généralisation à la fonction spatiale de l'onde 105 E. Enoncé rigoureux des relations d'incertitude 107 3. Propriétés du rayonnement induit. LASER et MASER 109 A. Caractéristiques de l'onde induite 109 B. Condition d'amplification de l'onde incidente 111 C. Réalisation d'une inversion de population 113 D. Amplification et Oscillation. Rôle d'une cavité résonnante 117 E. Calcul du gain et condition d'oscillation 120 F. Propriétés du rayonnement LASER 124 4. Cas des particules matérielles 130 A. Les ondes de Louis de Broglie 130 B. Interférences d'électrons 131 C. Application à l'étude des structures cristallines des ondes associées aux électrons et aux neutrons 136 DEUXIÈME PARTIE MODÈLE PLANÉTAIRE ET NOMBRE QUANTIQUE PRINCIPAL CHAPITRE V. Modèle planétaire classique 141 1. Généralités sur les problèmes à deux corps 141 A. Réduction au centre de masse 142 B. Intégrales premières du mouvement de force centrale 143 2. Expérience de diffusion de Rutherford 145 A. Déviation d'un projectile passant à proximité d'une seule cible 146 B. Statistique sur l'ensemble des particules. Section efficace différentielle. 148 C. Cas particulier de l'énergie potentielle en 11r. Expérience de Rutherford . 150 3. Mouvements planétaires des électrons internes à l'atome 154 CHAPITRE VI. Modèle de Bohr pour l'atome d'hydrogène 157 1. Explication du spectre de l'hydrogène par les orbites circulaires. 157 A. La condition de quantification 157 B. Interprétation des séries du spectre 159 C. Calcul des paramètres caractéristiques du mouvement circulaire 160 2. Entraînement du noyau et ions hydrogénoïdes 161 3. Généralisation aux orbites elliptiques et structure fine 163 CHAPITRE VIL Spectres de rayons X 167 1. Spectres d'absorption X 167 2. Spectres de vitesses des photoélectrons X 170 3. Spectres d'émission X 173 A. Le spectre continu 174 B. Le spectre de raies. Comparaison avec le spectre d'absorption 175 C. Conditions d'observation des raies d'émission X, et principe d'exclusion . 178 D. Comparaison avec les spectres optiques 181 4. Loi de Moseley 183 A. Résultats expérimentaux 183 B. Interprétation par la théorie de Bohr 184 TROISIÈME PARTIE MOMENT CINÉTIQUE ET MOMENT MAGNÉTIQUE CHAPITRE VIII. Magnétisme classique dû au mouvement orbital 191 1. Définition microscopique du moment magnétique 191 A. Rappel de la notion classique de moment magnétique 191 B. Généralisation à un système de charges ponctuelles en mouvement 193 2. Théorème de Larmor 195 A. Introduction d'un repère tournant (trièdre de Larmor) 195 B. Approximation et théorème de Larmor 197 3. Application au calcul de la susceptibilité diamagnétique 198 4. Application à l'effet Zeeman classique 201 A. Changements de fréquence due à la rotation de Larmor 201 B. Polarisation des ondes émises 202 C. Observation expérimentale de l'effet Zeeman 204 CHAPITRE IX. Effets gyromagnétiques 205 1. Rapport gyromagnétique et précession de Larmor 205 A. Comparaison du moment magnétique et du moment cinétique 205 B. Action d'un champ magnétique : effet gyroscopique 206 2. Paramagnétisme et relaxation 208 3. Expériences de Einstein et de Haas 210 A. Principe de l'expérience 210 B. Réalisation de l'expérience en mouvement balistique 213 C. Expérience en mouvement oscillant entretenu 214 D. Résultat des mesures et conclusions 215 4. Expériences de Barnett 216 5. Expériences de résonance magnétique 219 A. Principe de l'expérience (calcul en l'absence de relaxation) 220 B. Calcul tenant compte de la relaxation. Les équations de Bloch 222 C. Solution stationnaire des équations de Bloch 224 D. Vérification expérimentale par la détection radioélectrique 227 E. Applications du phénomène de résonance magnétique (R.P.E. et R.M.N.) 229 F. Complément : calcul des échanges d'énergie 232 CHAPITRE X. Quantification spatiale 235 1. L'expérience de Stern et Gerlach 235 A. Principe de l'expérience 235 B. Description du dispositif expérimental 236 C. Résultats de l'expérience 240 2. Les règles de quantification 241 A. Définition des nombres quantiques sur les moments cinétiques 241 B. Application aux moments magnétiques. Magnéton de Bohr et facteur de Landé 243 3. Sous-niveaux Zeeman 245 4. Application au calcul de l'intensité d'aimantation paramagnétique 246 A. Calcul de Brillouin 247 B. Comparaison avec le calcul classique de Langevin 249 C. Vérification expérimentale des formules de Brillouin 251 5. Application à la résonance magnétique 252 A. Loi de Bohr entre sous-niveaux Zeeman adjacents 252 B. Expériences sur un jet atomique par la méthode de Rabi. Probabilité de transition 253 C. Expériences en régime stationnaire. Egalisation des populations et absorp-tion de la puissance de l'onde 255 Complément : loi de répartition des vitesses dans un jet atomique 258 CHAPITRE XI. Moment cinétique du rayonnement 261 1. Aspect classique. Mouvement de rotation sous l'action d'une onde polarisée cir-culairement 261 A. Calcul classique du couple exercé sur une lame cristalline 261 B. Interprétation en termes de moment cinétique 264 C. Vérification expérimentale 266 2. Moment cinétique des photons de polarisation circulaire. Application aux transi-tions de résonance magnétique 268 A. Polarisation de l'onde qui produit la résonance magnétique 269 B. Mouvement de rotation provoqué par la résonance magnétique 270 3. Règle de sélection sur le nombre quantique magnétique. Effet Zeeman 271 A. Règle de sélection 271 B. Fréquences et nombres des composantes Zeeman 272 C. Observation expérimentale et polarisations 276 4. Application à la détection optique des résonances hertziennes 278 5. Application au pompage optique 282 CHAPITRE XII. Moments cinétique et magnétique des électrons libres 286 1. L'hypothèse du spin 286 2. Rotation de Larmor de spins d'électrons libres 288 A. Polarisation par diffusion des spins électroniques 288 B. Rotation de Larmor des spins 290 C. Mesure directe de g-2 291 3. Résonance magnétique sur les spins d'électrons libres 294 |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut |
|---|---|---|---|
| PHY/119 | Livre | bibliothèque sciences exactes | Consultable |
