niveau d'énergie.

niveau d'énergie. état d'énergie d'un système quantique. Le principe de quantification impose aux différentes grandeurs observables d'un système quantique qu'elles aient des valeurs bien définies caractéristiques de l'état quantique du système. Les valeurs que peut prendre l'énergie constituent l'ensemble des niveaux d'énergie du système. Rangés par valeur croissante, ces niveaux constituent le spectre d'énergie du système, qui peut être discret quand les niveaux sont séparés les uns des autres ou continu dans le cas contraire ; en outre, un niveau d'énergie est dit dégénéré si sa valeur est la même pour plusieurs états distincts. La transition entre deux niveaux d'énergie différents s'accompagne d'un échange d'énergie avec l'extérieur, l'énergie échangée étant exactement égale à la différence entre le niveau de départ et le niveau d'arrivée. Très souvent, l'échange d'énergie se fait sous forme électromagnétique, par absorption ou émission d'un photon dont la fréquence u est reliée à la différence des niveaux par la relation d'Einstein dE = hu , h étant la constante de Planck. L'état de plus basse énergie, ou état fondamental, constitue un état d'équilibre stable dans lequel le système peut demeurer indéfiniment en l'absence de perturbation extérieure. Les niveaux d'énergie plus élevés, qui correspondent à des états excités, sont en général instables, le système revenant plus ou moins rapidement à l'état fondamental. Les relations d'incertitude imposent une limitation à la précision avec laquelle la valeur des niveaux excités peut être connue : plus l'état est instable, plus sa durée de vie est brève, plus grande est l'incertitude dE sur sa valeur. De ce fait, la largeur dE de l'état fondamental est nulle. Lorsque des systèmes identiques en très grand nombre sont en interaction les uns avec les autres, de façon que l'énergie émise par l'un puisse être absorbée par un autre de façon aléatoire, il s'établit un état d'équilibre caractérisé par une température T. La signification de cette température est la suivante : la probabilité de trouver un de ces systèmes dans un état séparé de l'état fondamental par un écart d'énergie dE est proportionnelle à exp (- dE/kT), où k, la constante de Boltzmann, vaut 1,38 .10 -23 JK-1. Ainsi, seuls les états ayant un écart d'énergie dE £ kT ont une probabilité d'occupation significativement non nulle. Dans le coeur des étoiles, où la température est de l'ordre de 10 7 à 1 0 8 K, les niveaux d'énergie impliqués dans les échanges sont ceux des noyaux atomiques ; à la surface des étoiles, où T S 1 0 3 à 1 0 4 K, ce sont les niveaux électroniques des atomes qui interagissent ; à la surface de la Terre (T S 3 .10 2 K), les échanges se font entre les niveaux d'énergie des molécules. Complétez votre recherche en consultant : Les corrélats atome - Les électrons - Structure en couches et nombres quantiques couche électronique radioactivité - Les émissions du rayonnement nucléaire rayonnement - Le rayonnement électromagnétique - Introduction rayonnement - Le rayonnement électromagnétique - Le rayonnement ultraviolet rayonnement - Le rayonnement thermique - Introduction semi-conducteur