Physique Atomique et Moléculaire Ions dans les Solides Systèmes lasers : Cours, exercices et problèmes corrigés Niveau M1/M2 Tome 1

Résumé : 1 Généralités|P. 9|- 1.1 Quantification de l'énergie|P. 9|― 1.1.1 Spectre du corps noir et loi de Planck|P. 9|― 1.1.2 Spectres des atomes|P. 10|- 1.2 Quantité de mouvement du photon / Effet Compton|P. 11|― 1.2.1 Quantité de mouvement du photon|P. 11|― 1.2.2 Collision élastique entre photon et électron - longueur d'onde de Compton|P. 12|- 1.3 Grandeurs et constantes caractéristiques|P. 13||2 Hydrogène / Atomes à un électron de valence|P. 19|- 2.1 Généralités sur les niveaux atomiques|P. 20|― 2.1.1 Hamiltonien décrivant l'énergie de l'atome libre|P. 20|― 2.1.2 Fonctions propres et énergies propres de H|P. 21|―- 2.1.2.1 Position du problème : approximation du champ central|P. 21|―- 2.1.2.2 Fonctions et énergies propres du hamiltonien principal H0|P. 22|―- 2.1.2.3 Etude du hamiltonien H'|P. 25|―- 2.1.2.4 Etude du hamiltonien total H|P. 28|- 2.2 Description des atomes à un électron de valence|P. . 30|― 2.2.1 Fonctions d'onde et niveaux d'énergie des hydrogénoïdes|P. 31|―- 2.2.1.1 Etude des termes|P. . 31|―- 2.2.1.2 Etude de la structure fine|P. 34|- 2.3 Niveaux d'énergie des alcalins|P. 37|― 2.3.1 Étude des termes|P. 37|― 2.3.2 Etude des niveaux de structure fine|P. 38|― 2.3.3 Structure Hyperfine|P. 40|―- 2.3.3.1 Structure hyperfine d'origine isotopique|P. 40|―- 2.3.3.2 Structure hyperfine liée au spin nucléaire|P. 43|- 2.4 Application : Action d'un champ magnétique sur le sodium|P. 46|― 2.4.1 Quelques rappels|P. 46|―- 2.4.1.1 Moment magnétique associé au moment cinétique|P. 46|―- 2.4.1.2 Transitions optiques entre les niveaux (a;E; p; J) et (a';E'; p'; J')|P. 49|― 2.4.2 Effet d'un champ magnétique faible : Effet Zeeman linéaire|P. 51|― 2.4.3 Champ fort. Effet Paschen-Back|P. 55|- 2.5 Exercices et problèmes d'application|P. 57|― 2.5.1 Etude de la structure fine de l'hydrogène par un calcul perturbatif|P. 57|― 2.5.2 Atome de Sodium en champ quelconque|P. . 79|― 2.5.3 Structure Hyperfine et effet Zeeman de la raie D2 de 23Na|P. 109|― 2.5.4 Effet Zeeman et Paschen-Back de la structure hyperfine de la raie D1 du Sodium|P. 122|― 2.5.5 Effet Zeeman et Paschen-Back de la structure hyperfine de la raie D2 du sodium|P. 138|― 2.5.6 Mesure de la structure hyperfine des états 32P1/2 , 3/2 du Sodium|P. 159|- 2.6 Complément : Atome H sous l'aspect relativiste|P. 171|― 2.6.1 Introduction|P. . 171|― 2.6.2 Notations relativistes et définitions|P. 172|― 2.6.3 Équation de Klein-Gordon|P. . 174|― 2.6.4 Équation de Dirac|P. 177|―- 2.6.4.1 Établissement de l'équation de Dirac|P. 177|―- 2.6.4.2 Mouvement d'une particule libre obéissant à l'équation de Dirac|P. 184|―- 2.6.4.3 Limites non relativistes de l'équation de Dirac|P. 190|― 2.6.5 Problèmes à symétrie sphérique|P. 197|―- 2.6.5.1 Moment cinétique|P. . 197|―- 2.6.5.2 Expression du couplage Spin-Orbite (limite non relativiste)|P. 198|―- 2.6.5.3 Séparation de l'équation de Dirac en coordonnées sphériques, sans approximation|P. 200|―- 2.6.5.4 Problème de l'atome d'hydrogène (ou d'un atome hydrogénoïde)|P. 207|||3 Interaction atome-rayonnement / Spectroscopie|P. 219|- 3.1 Hamiltoniens d'interaction|P. 219|― 3.1.1 Traitement semi-classique de l'interaction atome-rayonnement|P. 220|― 3.1.2 Traitement quantique de l'interaction atome-rayonnement|P. 224|- 3.2 Probabilités de transition / Coefficients d'Einstein|P. . 226|― 3.2.1 Traitement semi-classique|P. . 226|― 3.2.2 Traitement quantique|P. 229|― 3.2.3 Coefficients d'Einstein (généralisation)|P. 232|- 3.3 Grandeurs spectrales et temps de vie radiatif|P. 233|― 3.3.1 Coefficient d'absorption et densité optique|P. 233|― 3.3.2 Sections efficaces de transition|P. 235|― 3.3.3 Forces de transition|P. 235|― 3.3.4 Forces d'oscillateur|P. 236|― 3.3.5 Temps de vie radiatif et facteurs d'embranchement|P. 237|― 3.3.6 Relations de réciprocité et de Fuchtbauer-Ladenburg|P. 237|- 3.4 Règles de sélection pour l'ion ou l'atome libre|P. 240|- 3.5 Largeurs de raies|P. 242|― 3.5.1 Effet Doppler|P. 242|― 3.5.2 Largeur naturelle - Forme de raie de Lorentz|P. 246|― 3.5.3 Effets de collision - effets de pression|P. 251|―- 3.5.3.1 Élargissement de Lorentz|P. 251|―- 3.5.3.2 Déplacement et asymétrie par effet Stark quadratique|P. 253|―- 3.5.3.3 Effet de la pression de vapeur de l'élément étudié|P. 253|- 3.6 Exercices et problèmes d'application|P. 255|― 3.6.1 Force d'oscillateur|P. 255|― 3.6.2 Section efficace|P. 255|― 3.6.3 Elément de matrice, force et probabilité de transition dipolaire magnétique|P. 255|― 3.6.4 Émission induite et émission spontanée pour différents types de rayonnement|P. 256|― 3.6.5 Principe d'incertitude et largeur naturelle des raies|P. 257|― 3.6.6 Raie bleue du mercure|P. 262|― 3.6.7 Largeur de la raie à 253,7 nm de l'atome de mercure|P. 265|― 3.6.8 Absorption saturée|P. 271|― 3.6.9 Calcul du décalage entre les fréquences des raies d'absorption et d'émission au cours d'une expérience de résonance|P. 279|||4 Atomes à plusieurs électrons de valence|P. 285|- 4.1 Généralités|P. 286|― 4.1.1 Termes et niveaux de structure fine des atomes à plusieurs électrons de valence|P. . 286|―- 4.1.1.1 Termes : Effet de Hee, interaction électrostatique 286|―- 4.1.1.2 Niveaux de structure fine : Effet de l'interaction spin-orbite Hso|P. 293|― 4.1.2 Les différents types de couplage|P. 294|―- 4.1.2.1 Le couplage L-S ou de Russel-Saunders|P. 294|―- 4.1.2.2 Le couplage j-j|P. 294|―- 4.1.2.3 Le couplage ''intermédiaire''|P. 297|―- 4.1.2.4 Le couplage ''j-k''|― 4.1.3 L'interaction hyperfine|P. 299|― 4.1.4 Transitions dipolaires électriques entre niveaux issus de configurations données|P. 299|― 4.1.5 Fonctions d'onde associées aux termes|P. 300|- 4.2 Cas particulier des héliumoïdes|P. 303|― 4.2.1 Etude de la configuration des héliumoïdes|P. 303|― 4.2.2 Etude des termes des héliumoïdes|P. 304|―- 4.2.2.1 Etude des termes en couplage L-S|P. 304|―- 4.2.2.2 Etude des ''termes'' en couplagej-j|P. 312|― 4.2.3 Etude de la structure fine des héliumoïdes|P. 314|―- 4.2.3.1 Etude de la structure fine en couplage L-S|P. 314|―- 4.2.3.2 Etude de la structure fine en couplage j-j|P. 317|- 4.3 Niveaux d'énergie des alcalino-terreux|P. 321|― 4.3.1 Energie des termes des alcalino-terreux|P. 321|― 4.3.2 Structure fine des alcalino-terreux|P. 322|- 4.4 Atomes ionisés en couches internes|P. 322|― 4.4.1 Moments cinétiques attribués aux différents niveaux|P. 323|― 4.4.2 Energies des niveaux|P. 324|― 4.4.3 Spectres de rayons X|P. 326|― 4.4.4 Effet Auger|P. 326|- 4.5 Exemples, exercices et problèmes d'application|P. 328|― 4.5.1 Termes et niveaux issus de configurations données|P. 328|―- 4.5.1.1 Configurations à 2 électrons de valence|P. 328|―- 4.5.1.2 Autres exemples de configurations à 2 électrons|P. 330|―- 4.5.1.3 Configurations à plus de 2 électrons de valence|P. 334|― 4.5.2 Termes issus d'une configuration de q électrons équivalents|P. 341|― 4.5.3 Configuration C = pd, fonctions d'onde associées aux termes|P. 347|― 4.5.4 Configurations à 2 et 3 électrons : expression des termes sur la base des déterminants de Slater|P. 352|― 4.5.5 Configurations avec 3 électrons p|P. 368|― 4.5.6 Etude des termes des configurations npn'p en couplage L-S|P. 372|― 4.5.7 Etude des niveaux de structure fine de la configuration sl en couplage L-S et en couplage j-j|P. 373|― 4.5.8 Spectre de rayons X de l'atome de Manganèse (Z = 25)|P. 375|― 4.5.9 Raies Ka2 du Cuivre et du Molybdène|P. 377|― 4.5.10 Spectres de rayons X et Loi de Moseley|P. 381|― 4.5.11 Effet Auger dans l'atome de Fer (Z = 26)|P. 385||5 Molécules / Spectroscopie moléculaire|P. 391|- 5.1 Les liaisons chimiques (molécules diatomiques)|P. 391|― 5.1.1 Approximation de Born-Oppenheimer (B.O.)|P. 391|― 5.1.2 Exemples d'application de la théorie des orbitales moléculaires|P. 392|―- 5.1.2.1 L'ion moléculaire H2+|P. 392|―- 5.1.2.2 La molécule H2|P. 396|― 5.1.3 Remplissage des orbitales moléculaires|P. 396|―- 5.1.3.1 Cas des molécules diatomiques homonucléaires|P. 396|―- 5.1.3.2 Cas des molécules diatomiques hétéronucléaires|P. 397|― 5.1.4 Termes moléculaires|P. 398|- 5.2 Eléments de spectroscopie moléculaire|P. 399|― 5.2.1 Oscillateur harmonique (O.H.), modèle pour la vibration d'une molécule diatomique|P. 400|―- 5.2.1.1 Analyse des spectres de vibration|P. 400|―- 5.2.1.2 Termes correctifs pour la modélisation de la vibration moléculaire|P. 403|― 5.2.2 Rotateur rigide, modèle de la rotation d'une molécule diatomique|P. 404|―- 5.2.2.1 Analyse des spectres de rotation|P. 404|―- 5.2.2.2 Termes correctifs pour la modélisation de la rotation moléculaire|P. 405|― 5.2.3 Interaction de rotation-vibration|P. 406|― 5.2.4 Spectres électroniques|P. 408|- 5.3 Exercices et problèmes d'application|P. 410|― 5.3.1 Molécule de CS|P. 410|― 5.3.2 Ion moléculaire H2+|P. 413|― 5.3.3 Molécule de CO|P. 418|― 5.3.4 Effet Raman dans la molécule d'azote|P. 429|― 5.3.5 Spectre submillimétrique de ND3|P. 433|― 5.3.6 Absorption infrarouge des molécules OH et 02|P. 438|― 5.3.7 Système ''violet'' de la molécule CN :|P. 442|― 5.3.8 Spectres moléculaires de rotation et de rotation-vibration pour une molécule diatomique hétéronucléaire|P. 447|― 5.3.9 Molécule diatomique hétéronucléaire 1H19F|P. 456|― 5.3.10 Spectre de l'acide fluorhydrique, effets isotopiques|P. 464|― 5.3.11 Spectre de rotation pure de la molécule de CO|P. 472|― 5.3.12 Spectroscopie fine d'une molécule XY|P. 476|― 5.3.13 Energie de dissociation d'une molécule|P. 487|
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Contributor : Stephane Mottin <>
Submitted on : Monday, April 3, 2017 - 5:46:21 PM
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Citation

Georgette-Laura Cremer, Richard Moncorgé, Jean-Yves Chesnel, Lamri Adoui, Stéphane Mottin. Physique Atomique et Moléculaire Ions dans les Solides Systèmes lasers : Cours, exercices et problèmes corrigés Niveau M1/M2 Tome 1. Mottin, Stéphane and Lelièvre, Gérard. MRCT-CNRS, pp.500, 2010, Intégrations [des savoirs et des savoir-faire], Mottin, Stéphane, 978-2918701026. ⟨https://zenodo.org/communities/integrations⟩. ⟨hal-01500934⟩

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