Thermodynamique

[jaimelespates]

Bonjour dans ce qcm je ne comprends pas l'item A: je pensais qu'à l'équilibre il y avait 50% d'antiparallèles et 50% de parallèles? Elle est notée vraie.

Et ensuite la B est fausse mais la D est vraie: et je ne les comprends pas!

Merci pour la réponse

 

On place une population de spins dans un champ magnétique. On a donc des spins parallèles de plus basse énergie, et antiparallèles de plus haute énergie. On néglige l'influence des spins les uns sur les autres. 

A) La proportion de spins parallèles est supérieure à 50% à l'équilibre. Elle croît avec le champ magnétique.

B) Si on annule le champ magnétique, on verra un retour progressif à l'équilibre avec émission de photons mono-énergétiques.

C) Si on inverse le champ magnétique de façon instantanée, on observera une inversion de population.

D) Si l'on inverse le champ magnétique de façon instantanée, il y aura émission de photons monoénergétiques, avec des émissions stimulées numériquement supérieures aux absorptions.

E) Si l'on refroidit le milieu, la proportion de spins parallèles diminue

[HECATE]

Hellooo alors pour la A il y a plus de parallèles que d'antiparallèles à l'équilibre car tu as besoin de moins d'énergie pour être en parallèle qu'en antiparallèle. Pour la quantité d'antiparallèle, elle tendra vers 50% quand la différence d'énergie entre parallèle et antiparallèle aura diminué (donc quand ton champs magnétique aura diminué). Quand la différence sera moins importante, il te faudra moins d'énergie pour faire de l'antiparallèle que initialement donc tu vas en augmenter la quantité.

Pour la B tu verras une émission de photon UNIQUEMENT si tu as une inversion de population par inversion du champs magnétique  (un peu le meme délire que le laser rappelles toi)

Pour la D t'es dans le cas de ce que j'ai dit juste au dessus, tu inverses ta population donc tu auras l'émission de photon 

Voilaaaa, j'espère t'avoir aidé (reste quand même à confirmer on sait jamais @DrSheldonCooperla thermo c'est pas si simple )

Edited December 13, 2019 by HÉCATE

[Falcor]

Salut @jaimelespates

Je confirme ce qu'a dit @HÉCATE

J'aimerais juste faire une précision sur le terme "équilibre"

Il ne veut pas dire "pas de poids" ou "pas de champ magnétique", mais "le système ne se modifie plus"

En l'occurrence, induisant un champ magnétique fixe à une température fixe, le système quittera l'équilibre antérieur avec 50% de parallèles et 50% d'antiparallèles pour aller trouver un nouvel équilibre avec plus de parallèles que d'antiparallèles défini par les conditions de champ magnétique et température.

 

Aussi, j'aimerais préciser pourquoi on n'a pas d'émission de photons lors d'une disparition de champ magnétique :

Imagine tes spins comme des saumons.

Sans champ magnétique ils nagent dans tous les sens dans un lac.

Avec un champ magnétique ils pourront soit nager contre le courant (saumons vaillants, antiparallèles) dépensant plus d'énergie, soit dans le sens du courant (fenaiants, parallèles) dépensant moins d'énergie.

Si on supprime le courant, les saumons se remettront à nager dans tous les sens, retour à la situation du lac, sans émission d'énergie.

Si on inverse le sens du courant : les saumons parallèles deviendront antiparallèles et inversement. Les parallèles devenus antiparallèles voudront redevenir parallèles : en le faisant ils dégageront toute l'énergie qu'ils consommaient en nageant à contre courant.

Pour les spins cette énergie sera sous la forme de photons.

 

Voilà, j'espère que c'est plus clair pour toi maintenant.

[jaimelespates]

Il y a 8 heures, HÉCATE a dit :

Hellooo alors pour la A il y a plus de parallèles que d'antiparallèles à l'équilibre car tu as besoin de moins d'énergie pour être en parallèle qu'en antiparallèle. Pour la quantité d'antiparallèle, elle tendra vers 50% quand la différence d'énergie entre parallèle et antiparallèle aura diminué (donc quand ton champs magnétique aura diminué). Quand la différence sera moins importante, il te faudra moins d'énergie pour faire de l'antiparallèle que initialement donc tu vas en augmenter la quantité.

Pour la B tu verras une émission de photon UNIQUEMENT si tu as une inversion de population par inversion du champs magnétique  (un peu le meme délire que le laser rappelles toi)

Pour la D t'es dans le cas de ce que j'ai dit juste au dessus, tu inverses ta population donc tu auras l'émission de photon 

Voilaaaa, j'espère t'avoir aidé (reste quand même à confirmer on sait jamais @DrSheldonCooperla thermo c'est pas si simple )

Merci beaucoup pour ta réponse!

Il y a 5 heures, DrSheldonCooper a dit :

Salut @jaimelespates

Je confirme ce qu'a dit @HÉCATE

J'aimerais juste faire une précision sur le terme "équilibre"

Il ne veut pas dire "pas de poids" ou "pas de champ magnétique", mais "le système ne se modifie plus"

En l'occurrence, induisant un champ magnétique fixe à une température fixe, le système quittera l'équilibre antérieur avec 50% de parallèles et 50% d'antiparallèles pour aller trouver un nouvel équilibre avec plus de parallèles que d'antiparallèles défini par les conditions de champ magnétique et température.

 

Aussi, j'aimerais préciser pourquoi on n'a pas d'émission de photons lors d'une disparition de champ magnétique :

Imagine tes spins comme des saumons.

Sans champ magnétique ils nagent dans tous les sens dans un lac.

Avec un champ magnétique ils pourront soit nager contre le courant (saumons vaillants, antiparallèles) dépensant plus d'énergie, soit dans le sens du courant (fenaiants, parallèles) dépensant moins d'énergie.

Si on supprime le courant, les saumons se remettront à nager dans tous les sens, retour à la situation du lac, sans émission d'énergie.

Si on inverse le sens du courant : les saumons parallèles deviendront antiparallèles et inversement. Les parallèles devenus antiparallèles voudront redevenir parallèles : en le faisant ils dégageront toute l'énergie qu'ils consommaient en nageant à contre courant.

Pour les spins cette énergie sera sous la forme de photons.

 

Voilà, j'espère que c'est plus clair pour toi maintenant.

D'accord merci, c'est plus clair!!