Électron excité

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Un électron excité est un électron qui possède une énergie potentielle supérieure au strict nécessaire.

Les électrons dans les atomes sont si petits que ce sont les règles de la mécanique quantique qui comptent pour eux. Une des conséquences les plus importantes en est qu'ils ne peuvent pas avoir n'importe quelle énergie, mais qu'en fonction de la position de l'atome et d'autres atomes des orbites sont formées pour les électrons, avec chacune une énergie potentielle discrète. Chaque orbite peut contenir précisément deux électrons. Dans des conditions normales, les électrons vont toujours rechercher l'orbite qui a l'énergie potentielle la plus basse.

Lorsqu'un électron gagne de l'énergie, par exemple en absorbant l'énergie d'un photon, il peut sauter de son orbite à une orbite possédant une énergie potentielle supérieure. Un électron dans cet état est appelé électron excité. Cet état d'excitation n'est pas un état stable pour un électron et ne peut donc pas durer longtemps : puisqu'une orbite inférieure est disponible, l'électron va - à un moment donné - retourner de lui-même à l'orbite ayant une plus petite énergie potentielle. Il va alors rendre à l'environnement l'énergie qu'il avait gagnée, sous forme d'un photon, de chaleur,...

Généralement, le passage à une orbite d'énergie inférieure se fait à une vitesse éclair. Mais parfois, ce passage est - suivant la mécanique quantique - interdit; dans ce cas, le retour de l'électron à l'orbite inférieure peut durer très longtemps, sûrement plusieurs secondes mais même plusieurs minutes dans certains cas. Cet effet est appelé phosphorescence et est e.a. utilisé pour fabriquer des jouets glow in the dark (qui émettent de la lumière dans le noir pendant un certain temps).

Les différences d'énergie entre les orbites les plus éloignées du noyau de l'atome sont de l'ordre de quelques eV (électron-volts). Les photons qui y correspondent peuvent avoir une longueur d'onde de lumière visible. Cet effet est utilisé p.e. dans les lampes DELs et les lasers.

Les différences d'énergie entre les orbites les plus proches du noyau dans les atomes plus lourds (p. e. des métaux comme les fer, le cuivre et la molybdène) sont des milliers de fois plus importantes (parfois jusqu'à des dizaines de milliers d'électron-volts). Les photons qui y correspondent ont une longueur d'onde du domaine des rayons X.