L'histoire des quantas

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d’onde et la fréquence : c = λ * v

d’où λ = c / v donc λ = c * h / (E2 – E1)

c. Lorsque un atome passe d’un niveau d’énergie supérieur E2 à un niveau énergie inférieur E1 il émet un photon de longueur d’onde λ = c * h / (E2 – E1)

Calcul pour le passage de E2 à E1 :

λ = c * h / (E2 – E1) = (6,626*10-34)*(3*108) / (-3,4+13,6)*(1,602*10-19) = 122 nm

Les valeurs d’énergie doivent être exprimées en joules donc il faut les multiplier par 1,602*10-19.

État initial de l’atome

1er état excité

2eme état excité

3eme état excité

4eme état excité

Longueur d’onde du photon émis lors du retour à l’état fondamental (en nm)

122

102

97,3

95,0

d. Diagramme de retour d’état excité à l’état fondamental :

Question 3 :

a. Dans la figure 1, le spectre d’émission de l’atome d’hydrogène correspond au domaine visible c’est à dire de 400 à 800 nm. Or les longueurs d’onde des photons émis lors du retour à l’état initial sont de 122 à 95 nm (< 400 nm c’est à dire dans l’ultraviolet) donc on peut pas retrouver pas dans la figure 1 les raies correspondantes aux longueurs d’onde.

b. On sait que λ = c * h / (E2 – E1) donc nous avons (E2 – E1) = c * h / λ donc :

(E2 – E1) = c * h / λ = (6,626*10-34)*(3*108) / 656*10-9 = 3,0300*10-19J = 1,89 eV

eV correspond a la différence d’énergie entre l’état n3 (E3= -1,51 eV) et l’état n2

(E2= 3,39 eV).

c. Pour λ=486 nm on a (E2 – E1) =(6,626*10-34)*(3*108) / 486*10-9 = 4,090*10-19J = 2,550 eV correspond a la différence d’énergie entre l’état n4 (E3= -0,85 eV) et l’état n2 (E2= -3,39 eV).

Pour λ=434 nm on a (E2 – E1) =(6,626*10-34)*(3*108) / 434*10-9 = 4,580*10-19J = 2,860 eV correspond a la différence d’énergie entre l’état n5 (E3= -0,54 eV) et l’état n2 (E2= -3,39 eV).

Question 4 :

Le spectre d’émission (ou d’absorption) d’un atome est caractéristique de l’élément chimique auquel il appartient, car il dépend des transitions de niveaux d’énergie propres à chaque atome. Un élément chimique émet (ou absorbe) que les photons dont l’énergie correspond à la différence entre 2 états d’énergie. Un élément chimique a donc un spectre de raies.