Biophysique - Structure de la matière et rayonnements

Flashcards de vocabulaire sur la structure de la matière, le noyau atomique, les niveaux d'énergie et les rayonnements électromagnétiques.

Isotopes

Atomes qui possèdent le même numéro atomique / nombre de protons ($Z$), mais un nombre de masse ($A$) différent (ex: $^{12}_{6}\text{C}$ et $^{14}_{6}\text{C}$).

Isobares

Atomes qui possèdent le même nombre de masse ($A$), mais un numéro atomique / nombre de protons ($Z$) différent (ex: $^{14}_{6}\text{C}$ et $^{14}_{7}\text{N}$).

Modèle atomique de Bohr

Modèle atomique selon lequel les électrons sont répartis sur des couches électroniques quantifiées correspondant au numéro quantique principal $n$ ($n=1 \rightarrow \text{K}$, $n=2 \rightarrow \text{L}$, $n=3 \rightarrow \text{M}$).

Unité de masse atomique (uma)

Unité de masse égale à $\frac{1}{12}$ de la masse d'un atome de carbone 12, soit $1{,}66 \times 10^{-27}\,\text{kg}$ ou $931{,}5\,\text{MeV}/c^2$.

Électronvolt (eV)

Énergie cinétique d'un électron accéléré dans un champ électrique de 1 volt, équivalente à $1{,}6 \times 10^{-19}\,\text{J}$.

Défaut de masse ($\Delta M$)

Valeur toujours négative correspondant à la différence entre la masse du noyau ($M$) et la somme des masses de ses constituants : $\Delta M = M - Z m_p - (A - Z) m_n$.

Énergie de liaison d'un électron ($W_n$)

Énergie positive qu'il faut fournir à un électron pour l'arracher de sa couche $n$ et de l'atome, liée à l'énergie de la couche par $W_n = -E_n$.

Niveaux d'énergie de l'atome d'hydrogène

Représentation quantifiée de l'énergie des couches électroniques de l'atome d'hydrogène ($E_1 = -13{,}6\,\text{eV}$, $E_2 = -3{,}4\,\text{eV}$, $E_3 = -1{,}5\,\text{eV}$), atteignant le niveau d'ionisation à $0\,\text{eV}$.

Énergie de liaison moyenne par nucléon ($L$)

Indicateur de la stabilité d'un noyau calculé par $L = \frac{\Delta E}{A}$, atteignant une valeur maximale d'environ $8\,\text{MeV}$ par nucléon pour des nombres de masse $A \approx 60$.

Rayonnement électromagnétique

Faisceau de particules de masse nulle (photons) se déplaçant à la vitesse de la lumière et pouvant être décrit sous forme d'onde ou sous forme corpusculaire (flux de quanta d'énergie).

Théorie ondulatoire d'une onde électromagnétique

Modélisation d'une onde composée d'un champ électrique et d'un champ magnétique perpendiculaires, caractérisée par sa longueur d'onde $\lambda$, sa période $T$, sa fréquence $\nu = \frac{1}{T} = \frac{c}{\lambda}$ et sa pulsation $\omega = 2\pi\nu$.

Relation de Planck-Einstein

Formule $E = h\nu$ qui associe l'énergie $E$ d'un photon à la fréquence $\nu$ de son onde électromagnétique, où $h$ est la constante de Planck.

Formule de Duane-Hunt

Relation reliant directement la longueur d'onde (en $\text{nm}$) et l'énergie (en $\text{eV}$) d'un photon : $\lambda(\text{nm}) = \frac{1240}{E(\text{eV})}$.

Lumière visible

Partie du spectre électromagnétique perceptible par l'œil humain, correspondant aux longueurs d'onde comprises entre $400\,\text{nm}$ et $800\,\text{nm}$.

Fluorescence X

Émission d'un photon X de fluorescence d'énergie $E_{ij} = W_i - W_j$ lorsqu'un électron d'une couche externe ($j$) comble une lacune sur une couche interne ($i$).

Effet Auger

Processus dans lequel l'énergie libérée par le comblement d'une lacune est transmise à un électron d'une couche externe ($x$), l'éjectant avec une énergie cinétique $E_c = (W_i - W_j) - W_x$.