CH-360: Atoms and radiation

Résumé

This course discusses the interaction between atoms and visible electro-magnetic radiation and introduces the main instrumentation for light detection and spectroscopy. The principles of LASER light sources are described, providing notions of nonlinear and ultrafast optics.

Source officielle

Page Moodle

http://go.epfl.ch/CH-360

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Microscopic scale

The microscopic scale () is the scale of objects and events smaller than those that can easily be seen by the naked eye, requiring a lens or microscope to see them clearly. In physics, the microscopic scale is sometimes regarded as the scale between the macroscopic scale and the quantum scale. Microscopic units and measurements are used to classify and describe very small objects. One common microscopic length scale unit is the micrometre (also called a micron) (symbol: μm), which is one millionth of a metre.

Transition électronique

Les transitions électroniques décrivent le passage d'un électron d'un niveau d'énergie à un autre. L'électron du niveau d'énergie , excité par un rayonnement électromagnétique passe au niveau d'énergie supérieur . Dans le cas le plus simple d'un atome d'hydrogène (un électron et un proton), l'électron est piégé dans le champ électrique créé par le proton. La mécanique quantique, à l'inverse de la mécanique classique, prévoit que l'électron ne peut alors exister que dans certains états quantiques d'énergie bien déterminés, on parle de quantification d'énergie.

Structure fine

En physique atomique, la structure fine décrit le dédoublement de raies spectrales d'un atome. Détectable par spectroscopie à haute résolution spectrale, la structure fine est un effet d'origine relativiste dont l'expression correcte se déduit à partir de l'équation relativiste pour les particules de spin 1/2 : l'équation de Dirac. Les raies denses observées dans les spectres sont prédites par l'étude de l'énergie d’interaction entre l’électron et le proton sans tenir compte du spin et des effets relativistes de l’électron.

Spectroscopie photoélectronique

La spectroscopie photoélectronique (photoelectron spectroscopy, PES) ou spectroscopie de photoémission (photoemission spectroscopy) est un ensemble de méthodes spectroscopiques basées sur la détection d'électrons émis par des molécules après le bombardement de celle-ci par une onde électromagnétique monochromatique. Cette spectroscopie fait partie des méthodes de spectroscopie électronique. Elle est utilisée pour mesurer l'énergie de liaison des électrons dans la matière, c'est-à-dire à sonder les états occupés.

Attosecond

An attosecond (symbol as) is a unit of time in the International System of Units (SI) equal to 1×10−18 of a second (one quintillionth of a second). For comparison, an attosecond is to a second what a second is to about 31.71 billion years. The word "attosecond" is formed by the prefix atto and the unit second. Atto- was derived from the Danish word for eighteen (atten). Its symbol is as. An attosecond is equal to 1000 zeptoseconds, or of a femtosecond.