révisions: interaction lumière-tissus + correction partielle Flashcards
(35 cards)
- Quel est le nom de ce diagramme?
- Indiquer quels sont les niveaux électroniques et les niveaux vibrationnels
Ce diagramme est appelé diagramme de Jablonski.
- Les niveaux électroniques sont notés S0, S1, S2 :
- S0: état fondamental singulet
- S1 , S2 : états excités singulets
- Chaque niveau électronique est subdivisé en niveaux vibrationnels, représentés par les petites lignes horizontales
- Ces niveaux correspondent à des états de vibration moléculaire à l’intérieur d’un même niveau électronique.
Représenter par une flèche le mécanisme d’absorption dû à la transition du niveau électronique fondamental vers un autre niveau électronique
- Il faut tracer une flèche verticale ascendante depuis un niveau vibrationnel de S0 (souvent le plus bas) vers un niveau vibrationnel de S1 ou S2.
- Cette flèche représente l’absorption d’un photon, processus très rapide (femtosecondes), vertical selon la règle de Franck-Condon (car les noyaux n’ont pas le temps de se déplacer pendant la transition électronique).
Une molécule absorbe un photon qui la fait passer de l’état électronique fondamental vers un état électronique excité.
À quel domaine de longueurs d’onde appartient ce photon?
La transition électronique nécessite un photon d’énergie élevée, donc une courte longueur d’onde.
Elle appartient généralement:
* au domaine ultraviolet (UV): 200–400 nm
* ou au visible: 400–700 nm
Cela dépend de la différence d’énergie entre S0 et S1 (ou S2).
Une molécule absorbe un photon qui la fait passer d’un état vibrationnel à un autre état vibrationnel proche.
À quel domaine de longueurs d’onde appartient ce photon?
Les transitions vibrationnelles (à l’intérieur d’un même niveau électronique) nécessitent des photons d’énergie beaucoup plus faible, donc de longue longueur d’onde.
➡️ Elles appartiennent au domaine infrarouge (IR) : 700 nm – 100 µm.
Indiquer par des flèches sur le schéma le processus d’absorption vers S₁, v=3 puis le processus de fluorescence.
En vous appuyant sur ce schéma expliquez pourquoi le maximum d’émission de fluorescence est décalé vers des longueurs d’onde supérieures à celles de l’absorption.
Quels sont les 3 types de niveaux d’énergie d’une molécule, et à quoi correspondent-ils physiquement?
Quel phénomène est représenté sur le schéma, et dans quelle échelle de temps se déroule-t-il?
Le processus d’absorption d’un photon (hva), qui élève la molécule de S0 vers un état excité (S1 ou S2), en passant également à des niveaux vibrationnels supérieurs.
⏱️ Échelle de temps:
Ce processus se produit en ~10⁻¹⁵ secondes, soit une échelle ultrarapide (femtoseconde).
Comment se décompose l’énergie totale d’une molécule, et quels niveaux quantifiés en résultent?
Pourquoi la décomposition de l’énergie totale d’une molécule est-elle essentielle pour la spectroscopie d’absorption et d’émission?
La quantification de ces niveaux permet l’absorption et l’émission de photons à des longueurs d’onde bien définies :
* UV-visible: transitions électroniques
* IR: transitions vibrationnelles
* Micro-ondes: transitions rotationnelles
➡️ C’est la base des techniques de spectroscopie d’absorption et d’émission.
Quelles sont les conditions nécessaires à l’absorption d’un photon par une molécule?
Un photon peut être absorbé uniquement si son quantum d’énergie correspond exactement à la différence entre deux niveaux d’énergie autorisés de la molécule (énergie de transition).
L’absorption est un phénomène quantifié (discret) car la molécule ne peut absorber que des photons correspondant exactement à la différence entre deux niveaux quantifiés (illustré par les flèches montantes vers S1, S2).
Classe les énergies rotationnelle, vibrationnelle et électronique par ordre croissant
Quelles sont les conditions nécessaires à l’émission d’un photon par une molécule?
explique pourquoi l’émission est un phénomène discret
- L’émission d’un photon se produit quand un électron dans un état excité redescend vers un niveau d’énergie plus bas (ex.: de S1 ou S2 vers S0).
Le quantum d’énergie du photon émis correspond exactement à la différence entre ces 2 niveaux autorisés.
Comme les niveaux d’énergie moléculaires sont quantifiés, seuls des photons de certaines énergies bien définies peuvent être émis → ce phénomène est discret (non continu).
🔁 Ce processus est à la base de la fluorescence ou de la phosphorescence, selon la nature de l’état excité et le mécanisme de retour à l’état fondamental.
Classe les types d’énergies impliquées dans l’émission d’un photon par une molécule?
Quelle est l’expression de la loi de Beer-Lambert?
Que représente le coefficient d’absorption μa et comment est-elle liée à la profondeur de pénétration de la lumière dans un tissu?
Quelle proportion d’intensité reste à la profondeur δ?
δ = 1/μα
Quelle est la différence entre la diffusion de Rayleigh et celle de Mie?
Pour quels types de particules ces modèles s’appliquent-ils?
Quelle est leur dépendance à la longueur d’onde?
Comment varie l’intensité de la lumière diffusée en fonction de l’angle?
Quel paramètre permet de quantifier la direction privilégiée de la diffusion dans un milieu biologique?
À quoi sert l’angle azimutal ψ dans la diffusion?
Quels sont les 2 paramètres caractéristiques de la diffusion élastique de la lumière dans un tissu biologique?
Que signifient-ils physiquement et de quoi dépendent-ils?
La lumière bleue est-elle diffusée isotropement?
Comment évolue l’intensité des photons balistiques lorsqu’ils traversent un tissu?
Quelle loi mathématique décrit cette décroissance et quel paramètre global l’exprime?
Comment évoluent les photons diffusés dans un tissu en régime de diffusion?
Quels sont les paramètres caractéristiques utilisés pour les modéliser, et quelle loi décrit leur atténuation?
L’épiderme est à la fois absorbant et très diffusant.
Tu dois:
1. Expliquer le comportement des photons (balistiques vs multidiffusés) dans ce contexte
