Description

Ce cours permet de faire le lien entre les concepts théoriques et les observations faites en Travaux Pratiques comme la spectrométrie gamma ou le choix des matériaux utilisés pour les différents détecteurs de rayonnements ionisants en complément du cours de physique des détecteurs. Il fournit les concepts de base permettant de comprendre la structure des atomes. L’accent est mis sur l’aspect historique et les modèles simples. La notion de mécanique quantique est juste abordée pour sensibiliser les étudiants au phénomène.

Compétences requises

-Notions de base sur la constitution d’un atome introduites au lycée

-Outils de base de calcul mathématiques introduits au lycée : intégrales/dérivées, équations différentielles simples. Les notions nécessaires sont présentées dans le cours de base de mathématiques effectué durant les premières semaines de la formation.

Compétences visées

- Effectuer des calculs simples sur le modèle de Bohr, les effets Compton et photoélectrique, la dualité onde/corpuscule

- Présenter le résultat d’un calcul avec les unités physiques adaptées aux phénomènes atomiques et nucléaires

- Interpréter les observations expérimentales des spectres réalisées en TP en les reliant aux notions théoriques des interactions rayonnement/matière (effet Compton, effet photoélectrique, rétrodiffusion)

-Déterminer la configuration électronique d’un atome et la notation spectroscopique dans des cas simples

-Relier la nature des détecteurs de rayonnements ionisants aux caractéristiques chimiques des matériaux qui les constituent

Modalités d'organisation et de suivi

Les séances de cours intégrés de durée 1h30 comprennent environ 1h de présentation de notions théoriques et 30 minutes d’exercices d’applications.

Syllabus

• Quantification de l’énergie : effet photoélectrique, loi de Rydberg
• Quantité de mouvement du rayonnement : effet Compton, absorption/émission de photons
• Modèle planétaire classique
• Modèle de Bohr
• Dualité onde/corpuscule : relation de De Brooglie, particules et paquets d’onde, principe d’incertitude de Heisenberg
• Notions de mécanique quantique
• Atome à un électron : nombres quantiques, effet Zeeman, spin de l’électron
• Atome à plusieurs électrons : principe d’exclusion, structure électronique des atomes
• Spectres de rayons X : spectres d’absorption et d’émission X, loi de Moseley
• Molécules : orbitales moléculaires et configurations électroniques

Contacts

Responsable(s) de l'enseignement

• Isabelle Rossini