L'interaction lumière-matière
La lumière : onde ou particules ? - Physique-Chimie Spécialité
Exercice 1 : Calculer le niveau d'énergie correspondant à une raie de Balmer du spectre de l'hydrogène
Les niveaux d'énergie de l'atome d'hydrogène sont donnés par la formule :
\[ E_n = \frac{-13,6}{n^{2}}eV\]
Données :
Calculer l’énergie du niveau \(n = 2\).
On donnera le résultat en \(eV\), avec 3 chiffres significatifs.
\[ E_n = \frac{-13,6}{n^{2}}eV\]
Données :
- - Constante de Planck : \(h = 6,6261 \times 10^{-34} J\mathord{\cdot}s\)
- - Célérité de la lumière dans le vide : \(c = 2,9979 \times 10^{8} m\mathord{\cdot}s^{-1}\)
- - \(1\) \(eV = 1,602 \times 10^{-19} J\)
Calculer l’énergie du niveau \(n = 2\).
On donnera le résultat en \(eV\), avec 3 chiffres significatifs.
Le spectre d’hydrogène possède des raies visibles appelées raies de Balmer.
Elles correspondent à l’émission d’un photon d’un niveau donné vers le niveau \(n = 2\).
On relève expérimentalement une de ces raies de longueur d’onde \(\lambda = 409nm\).
Calculer l’énergie \(\Delta E\) du photon correspondant.
On donnera le résultat en \(eV\), avec 3 chiffres significatifs.
Elles correspondent à l’émission d’un photon d’un niveau donné vers le niveau \(n = 2\).
On relève expérimentalement une de ces raies de longueur d’onde \(\lambda = 409nm\).
Calculer l’énergie \(\Delta E\) du photon correspondant.
On donnera le résultat en \(eV\), avec 3 chiffres significatifs.
En déduire dans quel niveau d’énergie l’atome se trouvait avant l’émission de ce photon.
On donnera en réponse uniquement la valeur de \(n\).
On donnera en réponse uniquement la valeur de \(n\).
Exercice 2 : Calculer l'énergie, la fréquence et la longueur d'onde d'un photon émis ou abosorbé par un atome
On considère le diagramme des niveaux d'énergie de l'atome Ne, donné ci-dessous.
Données
- Constante de Planck : \( h = 6,626 \times 10^{-34}\:\text{J}\mathord{\cdot}\text{s} \)
- Célérité de la lumière dans le vide : \( c = 2,998 \times 10^{8}\:\text{m}\mathord{\cdot}\text{s}^{-1} \)
- \(1\:\text{eV} = 1,602 \times 10^{-19}\:\text{J} \)
Calculer l’énergie du photon correspondant à une transition de l’atome Ne
du niveau d’énergie \( E_5 \) vers le niveau d’énergie \( E_1 \).
On donnera le résultat en Joules, avec 3 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.
On donnera le résultat en Joules, avec 3 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.
S'agit-il d'une absorption ou d'une émission ?
Calculer la fréquence du rayonnement correspondant.
On donnera le résultat avec 3 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.
On donnera le résultat avec 3 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.
Calculer sa longueur d’onde dans le vide.
On donnera le résultat avec 3 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.
On donnera le résultat avec 3 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.
À quel domaine du spectre électromagnétique appartient ce rayonnement ?
Exercice 3 : Calculer le niveau d'énergie correspondant à une raie de Balmer du spectre de l'hydrogène
Les niveaux d'énergie de l'atome d'hydrogène sont donnés par la formule :
\[ E_n = \frac{-13,6}{n^{2}}eV\]
Données :
Calculer l’énergie du niveau \(n = 1\).
On donnera le résultat en \(eV\), avec 3 chiffres significatifs.
\[ E_n = \frac{-13,6}{n^{2}}eV\]
Données :
- - Constante de Planck : \(h = 6,6261 \times 10^{-34} J\mathord{\cdot}s\)
- - Célérité de la lumière dans le vide : \(c = 2,9979 \times 10^{8} m\mathord{\cdot}s^{-1}\)
- - \(1\) \(eV = 1,602 \times 10^{-19} J\)
Calculer l’énergie du niveau \(n = 1\).
On donnera le résultat en \(eV\), avec 3 chiffres significatifs.
Le spectre d’hydrogène possède des raies visibles appelées raies de Balmer.
Elles correspondent à l’émission d’un photon d’un niveau donné vers le niveau \(n = 2\).
On relève expérimentalement une de ces raies de longueur d’onde \(\lambda = 409nm\).
Calculer l’énergie \(\Delta E\) du photon correspondant.
On donnera le résultat en \(eV\), avec 3 chiffres significatifs.
Elles correspondent à l’émission d’un photon d’un niveau donné vers le niveau \(n = 2\).
On relève expérimentalement une de ces raies de longueur d’onde \(\lambda = 409nm\).
Calculer l’énergie \(\Delta E\) du photon correspondant.
On donnera le résultat en \(eV\), avec 3 chiffres significatifs.
En déduire dans quel niveau d’énergie l’atome se trouvait avant l’émission de ce photon.
On donnera en réponse uniquement la valeur de \(n\).
On donnera en réponse uniquement la valeur de \(n\).
Exercice 4 : Calculer l'énergie, la fréquence et la longueur d'onde d'un photon émis ou abosorbé par un atome
On considère le diagramme des niveaux d'énergie de l'atome Li, donné ci-dessous.
Données
- Constante de Planck : \( h = 6,626 \times 10^{-34}\:\text{J}\mathord{\cdot}\text{s} \)
- Célérité de la lumière dans le vide : \( c = 2,998 \times 10^{8}\:\text{m}\mathord{\cdot}\text{s}^{-1} \)
- \(1\:\text{eV} = 1,602 \times 10^{-19}\:\text{J} \)
Calculer l’énergie du photon correspondant à une transition de l’atome Li
du niveau d’énergie \( E_1 \) vers le niveau d’énergie \( E_2 \).
On donnera le résultat en Joules, avec 3 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.
On donnera le résultat en Joules, avec 3 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.
S'agit-il d'une absorption ou d'une émission ?
Calculer la fréquence du rayonnement correspondant.
On donnera le résultat avec 3 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.
On donnera le résultat avec 3 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.
Calculer sa longueur d’onde dans le vide.
On donnera le résultat avec 3 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.
On donnera le résultat avec 3 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.
À quel domaine du spectre électromagnétique appartient ce rayonnement ?
Exercice 5 : Calculer le niveau d'énergie correspondant à une raie de Balmer du spectre de l'hydrogène
Les niveaux d'énergie de l'atome d'hydrogène sont donnés par la formule :
\[ E_n = \frac{-13,6}{n^{2}}eV\]
Données :
Calculer l’énergie du niveau \(n = 4\).
On donnera le résultat en \(eV\), avec 3 chiffres significatifs.
\[ E_n = \frac{-13,6}{n^{2}}eV\]
Données :
- - Constante de Planck : \(h = 6,6261 \times 10^{-34} J\mathord{\cdot}s\)
- - Célérité de la lumière dans le vide : \(c = 2,9979 \times 10^{8} m\mathord{\cdot}s^{-1}\)
- - \(1\) \(eV = 1,602 \times 10^{-19} J\)
Calculer l’énergie du niveau \(n = 4\).
On donnera le résultat en \(eV\), avec 3 chiffres significatifs.
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Elles correspondent à l’émission d’un photon d’un niveau donné vers le niveau \(n = 2\).
On relève expérimentalement une de ces raies de longueur d’onde \(\lambda = 409nm\).
Calculer l’énergie \(\Delta E\) du photon correspondant.
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Calculer l’énergie \(\Delta E\) du photon correspondant.
On donnera le résultat en \(eV\), avec 3 chiffres significatifs.
En déduire dans quel niveau d’énergie l’atome se trouvait avant l’émission de ce photon.
On donnera en réponse uniquement la valeur de \(n\).
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Nos exercices sont conformes aux programmes de l'Éducation Nationale de la 3e à la Terminale. Kwyk permet aux élèves d'aborder les notions les plus importantes en Physique-Chimie comme l'étude des ondes et de l'optique, l'organisation et la transformation de la matière, la conservation et les transferts d'énergie et les lois de l'électricité. Les élèves peuvent travailler sur l'étude du mouvement avec des exercices de mécanique et de cinétique. Kwyk propose également de nombreux exercices d'entraînement sur les conversions et la manipulation des unités, l'écriture scientifique et l'utilisation des chiffres significatifs.
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