Modèle de la lumière - Spécialité
Interaction lumière-matière
Exercice 1 : Effet photoélectrique
Lorsqu'une plaque de cuivre est soumise à un rayonnement de fréquence \( \nu = 5,86 \times 10^{16} Hz \), certains électrons sont arrachés et des atomes de cuivre sont ionisés.
Données
Quelle est l'énergie d'un photon associé au rayonnement mis en jeu ?
- Vitesse de la lumière : \( 3,00 \times 10^{8} m\mathord{\cdot}s^{-1} \)
- Constante de Planck : \( 6,626 \times 10^{-34} J\mathord{\cdot}s \)
On donnera un résultat avec 3 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.
Quelle est la longueur d'onde correspondante ?
On donnera un résultat avec 3 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.
On donnera un résultat avec 3 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.
À quel domaine du spectre électromagnétique cette onde appartient-elle ?
Exercice 2 : Calcul des niveaux d'énergie d'un atome
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 \(\lambda = 657nm\).
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 \(\lambda = 657nm\).
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 3 : Effet photoélectrique
Lorsqu'une plaque de calcium est soumise à un rayonnement de fréquence \( \nu = 8,86 \times 10^{14} Hz \), certains électrons sont arrachés et des atomes de calcium sont ionisés.
Données
Quelle est l'énergie d'un photon associé au rayonnement mis en jeu ?
- Vitesse de la lumière : \( 3,00 \times 10^{8} m\mathord{\cdot}s^{-1} \)
- Constante de Planck : \( 6,626 \times 10^{-34} J\mathord{\cdot}s \)
On donnera un résultat avec 3 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.
Quelle est la longueur d'onde correspondante ?
On donnera un résultat avec 3 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.
On donnera un résultat avec 3 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.
À quel domaine du spectre électromagnétique cette onde appartient-elle ?
Exercice 4 : Calcul des niveaux d'énergie d'un atome
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.
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 \(\lambda = 486nm\).
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 \(\lambda = 486nm\).
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 5 : Effet photoélectrique
Lorsqu'une plaque de sodium est soumise à un rayonnement de fréquence \( \nu = 6,59 \times 10^{14} Hz \), certains électrons sont arrachés et des atomes de sodium sont ionisés.
Données
Quelle est l'énergie d'un photon associé au rayonnement mis en jeu ?
- Vitesse de la lumière : \( 3,00 \times 10^{8} m\mathord{\cdot}s^{-1} \)
- Constante de Planck : \( 6,626 \times 10^{-34} J\mathord{\cdot}s \)
On donnera un résultat avec 3 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.
Quelle est la longueur d'onde correspondante ?
On donnera un résultat avec 3 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.
On donnera un résultat avec 3 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.
À quel domaine du spectre électromagnétique cette onde appartient-elle ?