Oraux
PHYS-H-404 Physique atomique et moléculaire
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1) J'ai dû parler de la structure fine. Il m'a dit "montre moi ce que tu as compris de cette structure fine". J'avais le choix.J'ai dit en quelques mots que Dirac avait trouvé des niveaux en accord avec l'expérience en ayant une approche relativiste. Puis j'ai développé les corrections relativistes (Masse, Spin-Orbite et Darwin).
Sous-questions :
* ds l'hamiltonien initial, comment on voit que ce sont des approximations relativistes (il y a des 1/c²)
* Et dans les énergies de correction ? (il y a alpha²)
* L'approximation S-O est proportionnelle à Z^4, comment on le voit ? La forme est de "1/r dV/dr L.S". Si on a un potentiel coulombien, on a déjà un Z. Ensuite, 1/r dérivé donne 1/r² et 1/r³ au final. Et le Z^3 vient de la valeur moyenne de r^-3.
Par après, il m'a un peu baladé dans le chapitre 4 avec la structure fine de l'hélium...
2) Le cuivre : [Ar] 3d^10 4s si je me souviens bien.
* ca donne un 2S
* Si on veut mettre en évidence le splitting coulombien, il faut l'exciter. Mais si on fait 3d^9 4s², on est pas plus avancé. Donc on l'excite vers 3d^9 4s 4p.
Il faut coupler les trois électrons/trous, pas compliqué. Il demande les règles de transitions (delta_l=+-1, delta_S=0). Il dit ensuite que l'interaction 3d-4s est beaucoup plus grande que la 3d-4p et 4s-4p et demande de dessiner les niveaux. 3d-4s nous donne singulet et triplet D. On dessine ces deux niveaux avec un graaaaand écart (au moins 1m) entre les deux et chacun de ces deux niveaux vont donner d'autres niveaux en couplant avec le 3ème électron, mais ces derniers niveaux sont bien moins espacés.
Voilà tout. Il est gentil, n'hésite pas à reprendre un slide qui répond à sa question. On peut lui expliquer ou alors il prend du temps pour nous expliquer. Son examen devient donc plus une discussion gentille.
bonne chance !
Question en Physique Atomique (et Moléculaire) - 15 Jun 2011
J'ai eu la question 28 (les numéros de questions sont sur des petits cubes verts placé d'une manière à savoir voir le numéro quand on choisit... c'est assez bizarre, on dirait qu'il y a moyen de choisir nous mêmes la question alors (si on connaissait quelle question correspond à quel nombre)).En tout cas, c'était la méthode de Hartree Fock pour l'atome d'helium pour moi. Surprenant, car
c'est une question précise, juste quelques slides dans le chapitre 4. J'ai commencé par une vite explication sur ce qu'on recherche (l'énergie du fondamental de l'He) et les deux autres méthodes (perturbation et variation aka l'écran optimal). Ces méthodes ne donnent qu'une approximation bof (mais meilleure que le modèle hydrogénoide) et alors on applique Hartree-Fock, c'est-à-dire on fait varier l'énergie avec des paramètres génériques au lieu de paramètres connus tels que Z. Aussi, très important : aucun a priori sur la fonction d'onde radiale cette fois-ci. Vous skippez tous les calculs, il s'en fout, et vous tapez la nouvelle équation de Schrodinger avec le potentiel HF (question subsidiaire si vous parlez du paramètre de Lagrange : que représente-il? Le lambda est à la fin simplement l'énergie epsilon que l'on recherche). Puis, il demande sur les limitations de la méthode. Le problème est qu'on coince les atomes dans un état |1s1s| quand on fait ils se trouvent dans une combili d'états qui peuvent intéragir avec |1s1s| (c'est-à-dire les états qui ont la même symétrie, tous ceux qui donnent un singulet S).
La deuxième question portait sur l'arsenic. C'est un p^3, donc trois électrons équivalents. Il faut les coupler, dire quels états peuvent en résulter. Moi j'ai commencé à faire le tableau, comme aux tps, en mettant en tête de colonne les spin-orbitaux disponibles. En partant des état de projections maximale (il y en a deux: un pour les mL et l'autre pour les mS) et en sachant qu'il y a une dégénérescence 20, y a moyen de trouver facilement les doublets et le quadruplet. Il vous pose aussi des questions subsidiaires sur ce qui se passerait si les électrons n'étaient pas équivalents.
Godefroid est très sympa, il aide et il est patient. S'il voit que vous comprenez, il n'enlève pas beaucoup de points pour les fautes d'inattention ou si vous ne connaissez pas parfaitement tout dans le moindre détail.
PHYS-H-404 - 14 Jun 2010
1) parler de tout ce qu'on veut sur l'onde 1s (honnêtement, il suffit de parcourir tout le cours sauf les chapitres 3 et 4 et le prof est content : je me suis en plus servi de slides pour introduire Darwin)2) j'ai eu le sodium dans son état fondamental : il me demande l'hamiltonien du système (voir MQ) et l'énergie totale = celle en -z^2/(2n^2) + une énergie de répulsion (juste l'écrire sans donner de formules car il n'y a pas de formule pour ce cours sur cette énergie)
Sinon le prof est très gentil et nous guide bien (je ne comprenais pas que l'énergie totale nous donne en fait une énergie d'ionisation...)
PHYS-H-404 - 6 Jun 2010
1. déterminer les fonctions d'ondes propres des opérateurs L², Lz, S², Sz pour le cas 1s2p. faut bien expliquer comment on y arrive en baladant un peu dans tout le cours. faut arriver au final à un déterminant de slater.2. élément avec 33 électrons : l'arsenic ! ça se termine par 4p³ ...
PHYS-H-404 - 5 Jun 2010
théorie :temps de vie... j'ai eu le choix entre présenter au tableau ou avec ses slides. j'ai donné une définition, de temps en temps, il coupe pour demander des explications supplémentaires, et puis il dirige... il demande parfois des ordres de grandeurs. bien comprendre les règles de transitions électromagnétiques (d'où vient le +/- 1 pour les transitions permises, il faut voir dans les slides sur les OTI...), et savoir pourquoi il n'est pas possible de désexciter He 2s vers 1s ... regarder vers les transitions d'ordre plus élevé, ce qui implique la grande durée de vie (~2sec?) de l'état 2s.
pratique:
élément avec 21 électrons je crois... de mémoire, ça termine par 3d 4s² (il donne la configuration). c'est censé donner un état singulet D, il n'y a pas vraiment de composition de moment cinétiques, et donc pas de splitting coulombien. donc... comme il aimerait quand même bien que vous lui montriez le splitting, comment est-ce qu'on le ferait apparaitre? -> excitation, on a une configuration 4s 3d², et là on commence à s'amuser!! calcul de tous les états LS dégénérescences, ...
PHYS-H-404 - 31 May 2010
Question théoriej'ai pêché "levée de dégénérescence". Il laisse 5-10 min pour choisir de quoi on va parler sur le sujet et se préparer. J'ai choisi de prendre la structure fine et je relis vite la demi douzaine de slides correspondants.
On prend alors ses transparents et je lui fait une présentation en expliquant ce qu'on recherche et la méthode. On ne doit pas rentrer dans les calculs, juste expliquer le principe.
Il ne m'a pas interrompu durant ma présentation et n'est pas vraiment revenu dessus lors de ses questions (j'ai pas du dire de conneries). Après il m'a demandé si mes états pouvaient être encore dégénéré en prenant un exemple. Comment est-ce que je pourrais lever encore plus la dégénérescence ? Il m'a également demandé d'autres levée,...
Question pratique
Vous connaissez la chanson. un élément, ici le Thorium (mmmh isib). On va chercher les classiques. Pas besoin de planifier tout ca, c'est le prof qui oriente l'exo en faisant avancer par petites questions. Comme c'est du direct, il faut avoir suivi les TP afin d'être sur la meme longueur d'onde quand à la manière de procéder. Et je ne trouve pas que les corrigés reflètent bien les points importants et la méthode. Mais ca reste de la quantique standard, donc c'est possible sans. Il faut juste des bases solides pour compenser les reflexes qu'on peut acquérir aux TP.
PHYS-H-404 - 24 Jun 2009
*** Question théorique:Quand on arrive, on tire une question. J'ai tiré celle de la symétrie d'échange. "Parles moi de ce que tu veux, c'est ta liberté. tu as 10 min de préparation, et tu as droit à ton cours, on aura pas besoin des slides pour cette question".
Je pensais que ça allait se passer un peu comme avec Haelterman en 3ème, qu'on allait discuter autour des slides du cours. Mais en fait, il voulait une présentation au tableau. Donc plutôt que de passer 10 min à relire les parties du cours correspondantes assis sur ma chaise, j'aurais mieux faire de commencer à écrire au tableau. Ça commençait bien...
J'ai parlé du couplage des spins, singulets, triplets, fonctions symétriques et antisymétriques POUR L'ECHANGE. Puis on parle de la partie spatiale de la fonction d'onde. elle doit être de parité opposée à la partie de spin, pour avoir une fonction antisymétrique globalement. Pourquoi? il faut aller voir plus loin dans le cours. Le triplet S n'existe pas pour les électrons équivalents. il faut donc qu'il y ait interférences destructives. Cela correspond à la statistique de fermi dirac pour les fermions, qui doivent subir Pauli.
La partie spatiale est construite comment? D'où viens le terme (-1)^(l+l'-L) ? (on l'a construit pour être antisymétrique/symétrique et le terme viens de la propriété des clebsh gordans lorsqu'on couple 2 moments dans l'autre sens). On a ensuite parlé des déterminants de Slater, qui changent de signe avec une permutation, mais pas 2.
Cette question c'est pas super bien passé. Le fait qu'il pose des questions super vague et que je ne sais pas ce qu'il veut qu'on lui réponde n'aide pas. Le fait qu'il me répète (avec un air un peu exaspéré) ce que je lui ai dit 1 minute plus tôt n'aide pas non plus. J'ai vraiment eu l'impression que je ne comprenais pas ses questions et qu'ils ne comprenait pas mes réponses.
*** Question pratique:
J'ai tiré le Cs: [Xe] 6s. Je suis arrivé à un terme doublet S, et puis pas grand chose d'autre à dire (quand j'y pense, j'aurais du enchaîner sur le splitting fin...). Donc il a pris l'offensive.
Quel est l'hamiltonien? (évitez les fautes de signe)
Qu'est ce qu'un hamiltonien? (gros blanc... c'est quoi cette question??? eh bien, un hamiltonien, c'est un terme d'énergie cinétique et un terme d'énergie potentielle, et c'est tout ce qu'il voulait)
...
Comme je faisais des fautes stupides, il a creusé et m'a demandé l'énergie du système 3s4d. j'ai continué à faire des bêtises et on a arrêté.
Cette question c'est vraiment mal passée. Si seulement j'étais tombé sur un élément plus compliqué, avec 3 particules à coupler! j'aurais pu lui montrer que je savais le faire, et j'aurais mis plus de temps (et donc moins de temps pour les questions chiantes).
Là, j'ai pas eu l'impression d'avoir été interrogé sur la matière du cours, mais plutôt sur les connaissances générales en mécanique quantique. Bien sur, j'aurais du savoir répondre. mais n'empêche que je ne m'étais pas préparé à ça. Bref, dégouté.
Il m'a dit qu'on se reverrait en seconde sess. Je savais déja que j'en avais une, mais lui pas... donc cela laisse supposer de la note. Mais il m'a quand même dit de m'accrocher et de persévérer.
PHYS-H-404 - 14 Jun 2009
Systèmes héliumoïdes : sa finalité c'est d'écrire les fonctions d'onde de ces systèmes. Et donc faut d'abord composer les moments cinétiques, ensuite antisymétrisé avec les déterminants de Slater et faire une combinaison linéaire de ceux-ci selon le nombre quantique total. Vous inquiétez pas trop, il mène bien sur la route...Je sais plus quel élément j'ai eu, mais il finissait par ...3d8 4s2 donc la couche n=4 et les couches précédents ont des moments cinétiques nuls, la couche non remplie c'est 3d8 (il faut 10e- pour avoir la couche remplie), on utilise alors la symétrie trous-électron et on traite alors un problème à 2 ''particules'' dans les 10 boites (cfr TP)
GROS conseil : venez au TP et soyez actifs, il se base avant tout sur ça, en effet, moi il y avait des trucs qui sortaient pas ou que j'exprimais mal mais il me dit à la fin :''de toute façon, je sais ce que tu vaux (via les TP)'' donc voilà...
Bonne m*** aux générations futures!
PHYS-H-404 - 3 Jun 2009
ce mec est excellent ! en gros on tire une fiche et puis on a pas mal de temps de préparation dans mon cas genre 15-20 min donc ct pas si short que ca pour moi en tout cas. La prépa peut se faire dans son propre cours, ensuite on fait un exposé avec ses slides a lui (ya le projecteur et tout la classe 😉 ) et le conseil que jvous donne c de bien faire la premiere question c pas méga compliqué suffit de comprendre, vu qu'o na les slides, en ce qui me concerne j'ai pioché Dirac et lien avec structure fine et levée de dégénérescence. Il était super content de mon résumer et je crois que ça a influencé pour la suite car j'ai m'a vachement bien aidé.j'ai du analyser le Cobalt 27 qui est selon lui difficile. la structure c [argon] 3d7 4s2.
en gros faut dire qu'on s'intéresse juste au terme 3d7parce que argon est un gaz noble=> tout est rempli =>L=0 et on a 1 seule possibilité de caser tous les electrons => terme 1S (singulet S !) et 4s2 est rempli.
pour le terme 3d7 , penser à utiliser la symétrie trou/particule et savoir expliquer => 3d7/3d3=> plus facile.
puis plein ptites questions mais il aide beaucoup, je termine avec 17 au final => ya moyen de bien cartonner.
goude leuck...
PHYS-H-404 - 3 Jun 2009
Première question (tirée au hasard): recherche des fonctions propres de l'hamiltonien. J'ai eu droit à un bon 10 min de préparation je pense. J'ai décidé de parler du problème à 1 électron (cas relativiste et non relativiste) vu que la seconde question porte sur la dernière partie du cours. Il faut surtout bien expliquer pourquoi l'hamiltonien commute avec tel ou tel opérateur ou pourquoi il ne commute pas le cas échéant. Pour faire ma présentation, j'ai projeté ses slides en les commentant. Pour clôturer cette partie, il m'a demandé comment distinguer l'hydrogène du deutérium (structure hyperfine puisque le moment magnétique du noyau sera différent).Seconde question: analyse d'un élément. J'ai tiré le hafnium ([Xe]5d²6s²). Il s'agit alors:
- de parler de la dégénérescence et de l'énergie de l'état fondamental quand on ne tient pas compte de la répulsion entre électrons,
- de parler de l'origine du splitting coulombien + déterminer le splitting coulombien (c'est-à-dire énumérer les termes existants en tenant compte de Pauli)+ dégénérescence de chaque terme,
- de parler de l'origine de la structure fine + la déterminer pour un terme
- de faire un petit schéma avec splitting coulombien + structure fine
Il n'y a donc rien à calculer (hormis les dégénérescences). Le prof est vraiment très sympa et lorsque vous ne savez pas répondre à une question, il lance des pistes et vous fait réfléchir.
PHYS-H-404 - 14 Jun 2008
Que dire de plus...J'ai eu les ECOC lorsqu'il y a un nombre N d'électrons. Il faut bien savoir ce qui commute et ne commute pas (H avec L1 et L2 ca ne commute pas c'est pour cela qu'on utilise le L^2 total, qui lui commute avec H). Ensuite il n'y a pas de secrets, si vous connaissez votre mécanique quantique, cette question là ne peut pas vous surprendre. Ecoc implique bons nombres quantiques, et ensemble complet de vecteurs propres communs à tous ces opérateurs, on les note avec leur valeur propre...etc...rien de subjuguant
La deuxième question fait, elle, appel aux deux derniers chapitres. Si vous avez compris que un électron dans un état plus un autre électron dans un autre état ca ne fait pas simplement un ensemble de 2 électrons dans leurs états respectifs, vous devriez vous en tirer. Parler du splitting coulombien, de la structure fine (si il demande, faut pas pousser non plus) et bien connatitrre l'énergie des termes (soit avant la première ionisation, E = somme de termes en 1/n² (approx) soit avant la derniere ionisation = hydrogenoide avec Z != 1)
PHYS-H-404 - 11 Jun 2008
17 :1-La recherche des fonctions propres de l'hamiltonien (oui c'est vague)...
Idée de structure : Hpsi=Epsi. Hamiltonien particule libre, particule dans un potentiel, particule dans un potentiel central, classique, quantique. Les opérateurs et ECOC. électron dans un champ central, électrons dans un champ central. Bien expliquer les déterminants de Slater, pourquoi y en a plusieurs et à quoi il servent. Expliquer pourquoi l'hamiltonien à un corps et deux corps n'est pas exact et comment on fait.
2-le carbone
Remarque qui n'a jamais été explicitée (je ne sais pas pourquoi d'ailleurs) :
VOUS N'AVEZ PAS LE TEMPS DE PRÉPARER ! Seulement quelques minutes pour la première question... après il regarde tout ce que vous faites et vous êtes tenus de lui improviser un cours. Et ça dure plus qu'une heure en blabla. Il ne quitte jamais son fauteuil durant l'examen.
PHYS-H-404 - 11 Jun 2008
- Question 29 (oui, yen a beaucoup!!) :-->Parle-moi de Pauli pour deux électrons p
- Germanium
J'ai eu 5minutes pour préparer la première question.
Mêmes remarques que d'hab: il aide, il est gentil etc
PHYS-H-404 - 11 Jun 2008
J'ai eu comme question "Parler de la structure fine". J'y ai répondu avec les slides (ya un projo) en balayant résultats de Schrödinger, constations expérimentales de structure fine, équation de Klein-Gordon, équation de Dirac (les grandes lignes), fonctions d'onde et niveaux d'énergie de Dirac, approximation non relativiste (v/c je dirais qu'il faut bien comprendre le cours et pouvoir commenter tout ce qui apparait, mais sans retenir par coeur (mais il aime quand même bien que l'on retienne certaines choses comment les niveaux varient avec j, comment les corrections évoluent avec n, ...).Pour l'élément, j'ai eu le polonium => écrire la structure électronique et l'équation de Schrödinger puis petites questions genre couplage (attention, on a beaucoup fait de couplage à 2 électrons, mais peu à plus => si vous avez 4 électrons dans une couche p, pensez à utiliser l'image trous pour avoir 2 trous dans une couche p)
PHYS-H-404 - 1 Jun 2007
1. le carbone : tout.combinaison de 2 électrons p, déterminants de Slater, construction de l'ECOC propres aux déterminants, et les opérateurs qu'on gagne avec les combinaisons de déterminants qu'on fait.
Comment obtenir ces combinaisons (état émergents, puis application des opérateurs J- (ou +), et S+- quand nécessaire)
le reste je me souviens plus. (Hartree-Hartree++)
Puis il a pri une page (chap.4p.66 si je me souviens bien), et de faire "comme si j'etais le prof". C'est la page sur le splitting coulombien et les fonctions F°, G°, G1, F2.
2. le brome : tout (et ici les états excités).
Parler de l'équivalence trou-électron, des différences, construire les fonctions de l'état fondamental, exciter cet état, combiner des électrons, et calculer l'expression de l'énergie d'excitation, et des approximations qu'on fait.
Parler du calcul de perturbation (premier ordre ou non)...
etc...
Il m'a balabé beaucoup plus loin que le cours, parce qu'il était très content de moi à la base.
Final 17.
PHYS-H-404 - 31 May 2007
Salut, pour ma part j'ai eu comme première question :A22 "les propriétés de l'invariance d'échange."
Il faut commencer par écrire un Hamiltonien à plusieurs particules; en lui l'expliquant qu'on négligeait le terme de polarisation de masse. On applique un opérateur d'échange de 2 électrons sur une fonction d’onde de cet Hamiltonien .En toute généralité on peut permuter plusieurs à la fois mais 2 illustre bien le fait. De plus, tous les autres opérateurs d’échange peuvent s’écrire comme une composition (multiplication) d’opérateurs d’échange à 2 particules. Le résultat de l’opération est de retrouver la même fonction d’onde avec un signe plus ou moins (valeurs propres car l’opérateur commute avec le H, donc fonctions propres communes). C’est valeurs propres sont dues physiquement à l’invariance de H si on renomme électrons i et j en électrons j et i. Le principe de Pauli est pris en compte en prenant le signe moins car c’est un ensemble de fermions. Tout ceci implique que la fonction d’onde soit antisymétrique c.-à-d. un déterminant de Slater. Il faut justifier ce choix en donnant les propriétés de ces déterminants (sans oublier le facteur N! : normalisation et nombre de permutations possibles qui sont équivalente).
Le deuxième question : le Be
Donné sont état fondamental ; premier état excité, estimation de l’énergie d’ionisation : un surestimation en utilisant le modèle de l’atome d’hydrogénoïde -.5Z²/n² ou n vaut nl de l’électron excité 2p donc n=2 ; une sous-estimation en prenant en compte un écrantage total Z=1. le splitting coulombien et le splitting spin-orbital : on ajoute le terme en L.S et on évalue ce splitting au premier ordre de la méthode de perturbation .
Enfin, c’est un examen super et il faudrait cloné ce prof pour qu’il y en ait bcp ;-).
PHYS-H-404 - 31 May 2007
1) "Parle-moi des coefficients d'Einstein".Alors j'ai commencé par faire un petit résumé du début du chapitre 3 (éq de Maxwell, solutions, perturbations, proba de transition Wab) pour arriver aux coefficients d'Einstein. Il m'a pas demandé de calcul, rien que des interprétations, ce que ça représente, la différence entre émission stimulée et spontanée, la petite éq différentielle après. Ensuite, il m'a passé les slides et m'a demandé d'expliquer le lien entre les coefficients d'Einstein et les formules de Boltzmann et Planck + interprétation.
2) Le Nd (Z=60) : un lanthanide, structure [Xe]4f4 6s2. Avec 4e- dans une couche f ça fait beaucoup de possibilités donc j'ai juste expliqué comment faire le tableau, et donné un exemple d'état particulier (projection max). Il m'a demandé comment trouver le fondamental, l'énergie d'ionisation, d'expliquer l'effet d'écran, et un peu la structure fine et le couplage spin-orbite.
A côté de tout ça il pose aussi plein de petites questions sur la compréhension d'un point ou l'autre.
Il est en effet très sympa, pas stressant du tout. Il ne tient clairement pas compte des quelques erreurs qu'on peut dire pendant l'oral si on s'enfonce pas et qu'on se reprend après.
PHYS-H-404 - 31 May 2007
Et bien voilà :1) Construire les états du carbone. Assez simple, et donc je lui explique ce qu'on a vu au cours. Il vous pose de temps en temps des petites questions concernant ce que vous faites. Par exemple, et je pense que c'est une constante considérant les autres posts, les opérateurs de l'ECOC, et puis des questions sur le postulat de symétrisation de Pauli, et son corrolaire, le principe d'exclusion.Essayer de réviser le cours de MQ avant l'exam, je pense que certains théorèmes peuvent etre utiles. En fait, c'est à cahier ouvert, mais si la question est simple, le cahier vous devez pas trop l'utiliser en pratique (moi je l'ai meme pas ouvert). Je suppose qu'il est donc préférable de ne pas l'ouvrir, sauf pour des questions plus complexes concernant des termes plus complexes de certains hamiltoniens. Ah oui une question générale, est-ce que l'état que tu construis est parfais. Mmmmm, les effets relativistes. Oui autre chose ? Mmmmm Restricted Hartree-Fock, c'est aussi une approximation ... Oui, autre chose. Et bien alors, on fait aussi l'approximation que la configuration électronique c'est 1s2 2s2 2p2, pourquoi pas d'autres états 1S 1D et 3P. C'est de ca qu'il voulait surtout parler.
2) Première pioche He, il me dit l'helium, on oublie, remets le dans le tas, il se ravise et me dit de lui donner, l'helium c'est vraiment trop simple (donc l'hélium est définitivement mort et enterré; snif). Ensuite seconde pioche, le Rubidiumb (colonne alcalins, à l'aise). Donc question classiques état fondamental, deux évaluations de l'energie de première ionisation (modèle 5s vers continuum, super grossier, j'avoue, et puis modèle écran total (pas la crème solaire, l'écrantage de charge) avec charge 1 vu que les 36 électrons écrantent totalement le noyau). Et ensuite des excitations et la structure fine, comme dans le posts précédents.
PHYS-H-404 - 31 May 2007
1) Les déterminants de slaterAlors on commence par écrire un petit déterminant tout en expliquant ses propriétés du point de vue de la symétrie ( tout est nickel c'est dû aux propriétés des déterminants...). A partir de la il vous donne un état particulier, j'ai eut 1sup 2sdown 2p0down et il demande de le développer...là il par dans une discusion sur les signes qui apparaissent. Encore une fois c'est une question de symétrie. Il enchaîne ensuite sur "écrit moi l'hamiltonien à trois corps...". Cette petite question débouche sur une grande discusion sur les opérateurs qui commutent avec H et sur les fonctions propres de H. ATTENTION, les déterminants de slater ne sont PAS états propres de l'hamiltonien car ils ne commutent pas avec L*L... Il faut alors expliquer les couplages pour arriver aux différents singulets et triplets. Pour la route il demande comment on peut améliorer le modèle, il faut se souvenir que les états sont des combilis de plein d'autres...
2) Un élément comme d'hab, je prends le C
là il me dit on va pas recommencer le même jeu avec un élément que tu connais... Il me demande une évaluationn de la première énergie d'ionisation. On faut ça en supposant qu'il n'y a pas d'effet d'écran => somme des énergies des électrons pris un à un. Là il faut enchaîné en disant que c'est pas réaliste parce qu'on a pas pris en compte l'effet d'écran (logique quand même ^^) Comment faire? Il faut modifier la valeur de Z que l'on utilise, si on considère un écrantage total on se retrouve avec Z=1 et voilà c'est gagné... Ensuite par la route il me montre dans ses livres le spectre du C et il me demande à quoi correspond le J qui y apparait. D'office c'est la structure fine. Et là il me demande de faire à la louche une évaluation de l'énergie entre les niveaux apparaissant grâce à la structure fine. Il faut écrire l'hamiltonien ( à peu près juste dire que c'est proportionnel à 1/r*dV/dr*SL) et c'est parti il vous arrete tout de suite et demande donne moi un élément où cet effet sera plus important. Il faut dire le plomb car l'hamiltonien est en faut proportionnel à Z^4/r^3. Ne vous en faite pas une fois que vous avez écrit l'hamiltonien il vous rejoind au tableau et le fait avec vous...
Enfin voilà sorry pour les fautes d'orthographes et j'éspère que ça aidera une personne un jour ^^. Sinon remarque habituelle, c'est une crême ce prof...
Bon courage à tous
PHYS-H-404 - 30 May 2007
1) Parle-moi de la raie à 21cm-> Structure hyperfine: concept physique; F = I+J = 0 ou 1 -> galaxie spiralée avec l'effet Doppler... Pour le deutérium on a F = 1/2 ou 3/2; en regardant les formules finales on peut calculer à la louche le lambda correspondant; comme il n'est pas le même que pour H, on peut aussi s'amuser à calculer les proportions isotopiques en regardant là-haut dans l'univers - à l'exam on ne l'a pas fait ;-). Il ouvre un livre et montre différentes structures hyperfines pour d'autres niveaux que 1s; expliquer les différences quantitatives (le terme de contact n'est présent que pour les électrons s).
2) Le bismuth (Z=83)
La couche externe est composée de 3 électrons p; ça donne un tableau de 20 lignes, et ça donne un quadruplet S, un doublet P et un doublet D (y a moyen de les retrouver assez vite sans retaper le tableau, avec quelques dét de Slater, et il aime bien); ensuite on a parlé du splitting coulombien et surtout du spin-orbite (composition pour les 3 électrons, en prenant les états |l s j m_j>), qui est ici prépondérant; en fait les niveaux "se mélangent" carrément... J'étais aussi enthousiaste que lui quand un beau livre qu'il est parti chercher a confirmé mes calculs!
N'hésitez pas à vous lancer, parfois il pose des questions et réfléchit à la réponse avec vous par après. Si ça se passe bien, l'examen devient vite une discussion intéressante. Il met vraiment à l'aise, et on ne voit pas le temps passer (quand on est avec lui, pas quand on attend son tour).
Bref... bon amusement 😉
PHYS-H-404 - 30 May 2007
- D'abord j'ai eu la structure fine pour un état polyélectronique. la discussion était principalement basée sur les ecoc, les opérateurs a diagonaliser etc... (L.S). et aussi les interprétations physiques du spin orbite pour z grand : a une importance considérable pour les grands noyaux. Ca a bcp plus d'importance que le slitting.- le Selenium : tt les questions traditionnelles sur les noyaux.
Il est cool.
Bonne chance aux suivants
PHYS-H-404 - 30 May 2007
1) Soit un atome genre 1s^2 2s^2 2p^3. Dis moi tout ce que tu peux sur ce type de structure.On commence gentiment principe de pauli sur la dernière couche (pas besoin sur les autres) on aura 20 états et commence à remplir le tableau avec Ml et Ms comme au TP (on obtient : ^4S ; ^2D ; ^2P) puis il m’a enchaîné sur la structure fine. Comment connaître les fonctions de ces états ? (partir d’une projection max et appliquer des opérateurs élévateurs ou abaisseur, prendre le perpendiculaire) et en écrire qq uns avec des déterminants de Slater.
2) Le Terbium (Z=65)... un lanthanide… (de toute façon vu ma première question il m’aurait pas laissé refaire un élément de la colonne 5).
Mêmes questions que les autres.
Il m'a aussi demandé la forme qu'a ma correction du au Spin-Orb. (1/r d V/dr LS donc de l'ordre de 1/r^3 à cause du potentiel) Donc la correction est de l'ordre de Z^4. (Va voir dans ton cours il m'a dit) alors que notre terme d'energie tout simple varie en Z^2. Donc l'influence du S-O sera très grande pour un atome lourd.
Mon ptit conseil : J'ai fais plusieurs erreurs en répondant trop vite à des calculs mentaux, mais il a vraiment le temps donc n'hésitez pas à écrire vos calculs aux tableaux (genre dégénerescence, nbre d'étas possibles, etc).
PHYS-H-404 - 30 May 2007
question 1:principe de pauli pour 2 et 3 electron. chapitre 5 partie pas vue au cours mais on construit le spectre ensemble... il m'a aidé pas mal et je trouve qu'il est tres sympa. je sais pas decrire le deroulement de l'examen ainsi que les questions posées car il y en a bcp... il faut bien comprendre son cours.
pas eu de question 2 car avec la première on n'a fait 3 ou 4 éléments d'un coup..
il faut je pense revoir les tps aussi car j'ai eu des questions sur la matière des tps (sans les developpements)
PHYS-H-404 - 30 May 2007
Donc voila,pour ce qui est de l'"organisation" de l'exam, Bruno en a parlé...
J'ai eu comme première question la structure hyperfine. Tout d'abord, j'ai expliqué en gros comment la subdivision fonctionnait, avec le couplage du spin du proton et du moment cinétique total et le nombre quantique F. Ensuite, je lui ai parlé de ce qui se passe avec les électrons s et leur densité de probabilité non nulle à l'origine, d'où un couplage facilité avec les protons du noyau. Puis, il m'a filé les derniers slides du chapitre 2 sur justement cette partie du cours, et il m'a dit : "Vas-y, donne-moi cours! 🙂 " . Il aide bien si on est arrêté sur un détail, mais il est plutôt du genre à ne pas trop aimer si vous dites une bêtise, donc dites plutôt que vous ne savez pas!
J'ai pioché le néon (1s²2s²2p6), et malgré le fait que toutes les couches sont complètes (1S), je lui ai refait tout le tralala sur Pauli comme au TP. Puis il m'a bien balladé sur les niveaux d'énergie et dans le spectre, en me posant des questions sur les excitations et sur les dégénérescences. Par exemple, il m'a demandé comment observer avec un champ magnétique la dégénérescence, mais sans ioniser l'atome? Je lui ai dit qu'on pouvait exciter l'atome en transformant l'état 2p6 en 2p5-3s. Puis j'ai enchaîné direct sur le splitting et le nouveau potentiel e²/4pie0ri, j'ai parlé de l'effet d'écran et j'ai expliqué comment on pouvait retrouver les différents niveaux à partir du calcul qu'on a fait au TP5. Si j'avais un seul conseil à vous donner, ce serait l'esprit d'initiative. Il a bcp aimé chaque fois que j'ai anticipé ses questions (genre : j'ai écrit l'hamiltonien sans qu'il me le demande, etc...).
Bilan : "minimum 16".
Il est vraiment super chouette, il ne vous lache pas, vous faites une petite erreur il vous reprend. Impossible de s'enfoncer en cas d'erreur. Il ne vous renvoie qu'au cours si vous ne le connaissez pas, je ne l'ai pas regardé de l'heure 20 que j'ai passé devant le tableau. Bonne merde à tous!
Nathan
PHYS-H-404 - 30 May 2007
Salut,alors tout d'abord sachez que lorsque vous tirez une question (moi j'ai eu A 19) et un élément le Ga (Z=31), il le retire du tas... Ensuite c'est un exam à cours ouvert mais à moins d'avoir une vue perçante et de pouvoir faire bouger les feuilles par la pensée votre cours n'est pas très utile puisque vous faites tout au tableau. Ma question : interaction électron-électron à travers tout le cours. J'ai surtout parler du splitting coulombien. Il demande pas des formules exactes c'est juste voir que vous avez compris. Ensuite pour l'élément il vous balade un peu partout on passe du début du cours à la fin non stop. Revoyer le slide 21 (?) du chapitre 5. Moi il m'a demandé d'écrire le terme de spin-orbite pour le Ga et comme je n'avais qu'un seul électron dans la couche 4p j'ai écrit comme pour l'hydrogène 🙁 mais il m'a dit qu'il ne m'en voulait pas vu qu'il l'avait pas fait au cours. Pour finir il m'a dit que c'était un bon oral mais que j'étais trop timide et que si l'examen était écrit j'aurais eu une meilleur cote
PHYS-H-404 - 7 Sep 2006
Une question et un élément. Comme prévu.1. Décrire les levées de dégénérescence à travers tout le cours.
Quels sont tous les effets possibles (potentiel central (non coulombien), splitting coulombien,...), ainsi que leur origine. Comment supprimer la dégénérescence expérimentalement? (grace à un champ magnétique, qui brise la symmétrie sphérique)
2. Le Samarium
Parler de nouveau des dégénérescences, des niveaux, de la structure hyperfine, etc.
PHYS-H-404 - 17 Aug 2006
Alors voila, je viens de passer l'oral de Godefroid, examen qui a duré 1h20... Donc premier conseil, soyez en forme.1e question : la meme que celle de nico cad parler des particularité des electron s à travers le cours. parler du potentiel effectif : etre capable de l'ecrir ET d'expliquer d'ou ca vient (barriere centrifuge : dans l'hamiltonien dire qu'on ecrit le gradient en coord spherique, ca fait aparaitre l'operateur L² dont les val propres sont hbar².l(l+1)) donc il faut expliquer que pour les e- s pas de barriere centrifuge donc fonction radiale differente de 0 pour r=0, contrairement au e- p,d,... ET il demande de dessiner les graphiques du slide 27 chap 2. etre aussi capable avant ca de lui dire que Roo(r) est une exp decroissante.qu'est ce que cette propriété entraine? parler de fermi-contact qui est un terme en delta de dirac qui n'intervient donc que pour les e- s. Ou trouve t-on une autre delta de Dirac? dans la correction relativiste de Darwin cf TP. est ce que faire l'approximation que le noyaux est ponctuel est licite? oui car taille d'un atome de l'ordre de l'angstrom et le noyaux est genre 1000 fois plus petit.
2e question : j'ai tirer le Mg. il demande d'ecrire l'hamiltonien pour ce systeme à 12 e-. est-ce-que c'est facile d'ecrire l'energie du fondamental? non a cause des terme de repulsion e-, e-. sans ces terme il demande d'ecrir l'energie (cf explication post de Nico). il demande de dessiner le spectre du Mg depuis l'etat fond jusqu'a la derniere ionisation. no stress c juste lui montrer grosso modo. lui dire ou on trouve le spectre hydrogenoide (Mg 11+). expliquer l'effet d'ecran sur le spectre. que represente l'energie En=0? energie ou tous les e- sont libres. il demande ensuite de dessiner en detail le spectre de Mg neutre jusqu'a la premiere ionisation. La il demande si les niveaux d'energie des configuration electronique 3s4s, 3s4p, 3s4d,... sont vraiment a la meme energie? non, expliquer alors le splitting coulombien (pour 3s4d par ex) parler des degenerescence des etat triplet D et singulet D (resp 15 et 5). Comment lever cette degenerescence? grace a un champ magnetique approprié qui annule la symetrie spherique. etre capable de lui ecrire un det de slater au choix, attention ici c un syst à 12 e- donc bien plus compliquer que pour l'helium dans le cours. combien ce det donne t il de terme? 12 factoriel car on considere les e- discernables.
Bon c'est tout ce qu'il me revient j'espere que cette tartine va vous aider. Il est vraiment sympa sinon.
PHYS-H-404 - 24 Jun 2006
1) J'ai pioché la question 7: "force de raie et force d'oscillateur". Il m'a donné directement les slides du cours concernant ce sujet et m'a dit "fais-moi un cours avec le projo" (texto lol).2) Le Neodyme. Là, il vous balade partout et c'est indescriptible 🙂
Bonne chance!
PHYS-H-404 - 23 Jun 2006
1ère question: tout lui réexpliquer en détail depuis le début du chapitre 3 jusqu'aux transitions dipolaires.2e question: le strontium: parler de l'effet d'écran, de l'énergie des niveaux, du splitting coulombien, etc.
c'est très long, surtout quand on ne comprend pas les questions qu'il pose... il y a eu, manifestement, un souci au niveau de la communication, du style : ça donne l'impression qu'il pose une question vague à laquelle il y a moyen de répondre plein de trucs, mais s'il avait posé la question avec d'autres mots, j'aurais compris tout de suite où il voulait en venir.
Il a pas l'air d'aimer qu'on ne comprenne pas ses questions. Quand une question paraît facile, évitez de le montrer: il a pas l'air d'aimer non plus qu'on trouve certaines choses évidentes (aussi étonnant que ça ne paraisse quand les questions sont extra simples).
Et surtout: évitez de stresser, ça vous évitera de foirer les questions les plus simples (style quand vous êtes sûrs d'un truc et que vous dites exactement le contraire de ce que vous pensez, ça passe pas bien, pourtant avec le stress c'est très courant...)
PHYS-H-404 - 22 Jun 2006
J'ai eu la structure fine hydrogénoide.Pour l'élément g eu le Cesium où faut parler de la configuration electronique, qu'est-ce que ca devient si on a des excitations, l'energie des états, les splittings...
Bonne merde aux derniers
Jim
PHYS-H-404 - 22 Jun 2006
Dernier exam : super cool!J'ai eu question 5 :
Parler de l'approximation dipolaire électrique (chapitre interaction lumière matière).
Il demande juste les éléments importants, hypoyhèses, cheminement, conclusions : pas d'intégrales de ouf, pas de stresse quoi!
Puis j'ai tiré le Vanadium (Z=23) et là je pense que suivant l'élément, il vous ballade un peu dans tout ce qu'on a fait au cours, il aide quand on reste bloqué, ... Il est vraiment super cool! L'important est de comprendre, pas de retenir par coeur ;);)
A la fin, il vous montre même un énorme livre avec plein de niveaux dedans à pour vous dire que ce que ous avez fait sert à quelque chose 😀
Bonne merde pour la suite!
PHYS-H-404 - 22 Jun 2006
Salut,Moi j'ai eu : Parler des transitions electromagnétiques.
J'ai juste jeté un ptit coup d'oeil dans le cours, puis c parti pour expliquer la théorie : perturbation, devellopement en fonctions propres de H non perturbé, potentiel vecteur petit, etc.
Tout ça au tableau. Ensuite, on a enchainé sur les slides, coeff d'Einstein etc.
Ensuite, j'ai tiré le Br 35. J'ai eu les mm questions que Nico la dessus.
Voilà, BYE BYE ULB 😀
PHYS-H-404 - 22 Jun 2006
Je suis le premier à poster. J'y crois pas. Alors que la moitié des étudiants sont déjà passés... Vous vous chiez dessus les gars!Mon examen ne ressemblera peut-être pas au vôtre. Je l'ai raté et, quand on rate, il pose les questions les plus faciles possibles pour rattraper. Mais j'ai quand même foiré...
On commence par tirer un numéro (comme à la boucherie). Le mien (17) correspondait décrire la spécificité des électrons s au travers de tout le cours.
J'ai parlé de l'absence de barrière centrifuge, de correction de Darwin et de structure hyperfine. Ses petites questions étaient:
- d'où vient la barrière centrifuge (il voulait entendre que le facteur l(l+1) apparaît lorsque l'on fait la séparation des variables spatiales et angulaires)
- il m'a fait écrire des hamiltoniens dans tous les sens (ceux de 2è candi mais je me suis planté dans les signes, et autres joyeusetés toutes connes)
- tracer les fonctions d'onde radiales
- et puis plein d'autres questions élémentaires que j'ai oublié
Ensuite on pèche un élément. J'ai eu le Xénon. On dispose du nombre d'électrons, de la masse atomique et de la structure électronique. (Je crois que pour certains éléments avec moins d'électrons, on n'a peut-être pas droit à cette structure).
- Comment on calcule les énergies pour Xe^53+
- Comment calculer les énergies si on vire les interactions e-e dans l'hamiltonien (qu'il faut écrire). Il veut juste qu'on lui montre comment commencer. Il faut donc déballer le (Kr) en 1s2-2s2-2p6-... et l'énergie est alors E= -1/2 Z^2 \\Sigma(1/n^2)= (2.1/1 + 2.1/4 + 6.1/4 + ...) (si j'ai bien compris, parce que là, je suis dans un état second)
- Dessiner à quoi ressemble le spectre du Xe (les états se resserent au plus on descend vers l'état fondamental à cause de l'effet d'écran)
- Quel sera l'ordre de grandeur d'énergie entre Xe^54+ et Xe^53+ (E=-1/2.54^2)
- Parler du splitting coulombien (qui n'interviendra pas ici parce que l'on a que des couches complètes)
Il m'a dit ne pas tenir compte de mes (énormes) lacunes en mécanique quantique (je n'ai même pas réussi à écrire correctement l'hamiltonien...) pour sa cotation mais que mes lacunes dans son cours étaient aussi beaucoup trop grosses (le fait que j'ai du retrouver que p6 est un couche complète ne lui a pas plu)
Comme vous voyez, j'ai fait des grosses bourdes. Ce qui lui fait poser des questions élémentaires.
C'est un examen à cours ouvert, d'accord. Mais il n'y a pas de temps de préparation. C'est donc quand on bloque, ou quand on répond une connerie qu'il nous dit d'aller voir dans le cours.
L'examen est très long (~1h) mais il est très gentil, décontracté et pas stressant. Et ça lui en coute de pêter les gens.
Il n'y a pas de publications plus anciennes.