NIVEAU (physique atomique)
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NIVEAU (physique atomique)
NIVEAU, physique atomique
Description la plus précise de l’énergie d’un atome isolé dans le vide en l’absence de champs électromagnétiques extérieurs. Le niveau se caractérise à partir du terme spectral par la donnée supplémentaire de
J , nombre quantique de moment cinétique total. Ce nombre est égal à la somme de
L , moment orbital, et de
S , spin, la somme étant prise au sens quantique du terme, c’est-à-dire que
J peut prendre toutes les valeurs entières (ou demi-entières si S est demi-entier) entre
L +
S et
L —
S .
On note le niveau par une lettre donnant la valeur de
L (s pour
L = 0, p pour
L = 1, d pour
L = 2...), un chiffre en exposant à gauche égal à 2
S + 1 et un indice à droite indiquant la valeur de
J , par exemple
2d
3/2 est un niveau pour lequel
L = 2,
S = 1/2 et
J = 3/2.
Le niveau, en l’absence de champ extérieur, est caractéristique d’une énergie de l’atome. Aussi est-ce cette description que l’on utilise en spectroscopie. La différence d’énergie entre deux niveaux est égale à l’énergie de la raie qui peut être émise (si les règles de sélection le permettent).
Suivant les valeurs de
L et de
S , un terme spectral peut donner plusieurs niveaux. Pour
L = 0 ou s = 0, il ne peut y avoir qu’un niveau, et on parle de singulet. Si
L est différent de 0 et si
S = 1/2 (donc 2
S + 1 = 2), on a un doublet. On a un triplet pour
S = 1 (2
S + 1 = 3), un quadruplet pour
S = 3/2, etc, à condition que
L 礪
S , sinon c’est la valeur de
L qui limite la multiplicité (par exemple si
L = 1,
S = 1, on devrait avoir un triplet, mais on n’a que deux niveaux
3p
0 et
3p
1).
Encyclopédie Universelle.
2012.
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