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Niveau seconde
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Longueurs d'ondes de raies

Posté par
school1111
29-10-14 à 13:52

Bonjour, j'ai un DM de physiques à faire pour la rentrée. Cela fait plusieurs jours que je suis bloquée sur une question de ce DM. Pouvez-vous m'aidez svp ?


Voici un spectre d'émission (voir image) sur lequel figurent les valeurs de longueur d'onde de certaines raies d'émission de fer. (ce spectre démarre à 466,8 (valeur peu visible sur l'image))

C'est un atome qui présente un triplet à 516,7 nm ; 517,3 nm ; 518,9 nm ainsi qu'une raie à 552,8 nm.

La question étant de déterminer les longueurs d'ondes de raies A et B,
je pense qu'il faut faire un produit en croix pour pouvoir déterminer ces longueurs d'ondes de raies :

172,8 nm →  49 mm
   ?     →   1 mm

? = 172.8/ 49

Pouvez me dire si mes calculs sont corrects ?


Par avance, merci.
Cdt.

Longueurs d\'ondes de raies

Posté par
school1111
re : Longueurs d'ondes de raies 29-10-14 à 15:26

Aidez-moi s'il vous plait !!!!!

Posté par
prbebo
Longueurs d'ondes de raies 29-10-14 à 18:59


Voilà voilà, on arrive...

Bonjour school1111,

non ton calcul n'est pas exact, car 172.8/49, ça ne fait pas beaucoup de nanomètres...

Le principe de cette détermination repose sur la linéarité entre les longueurs d'onde (données où à trouver) et les distances en cm sur le spectre ; plus précisément : soit deux raies de longueur d'onde connues, 1 et 2, données en nm et séparées sur l'enregistrement du spectre de la distance d (en cm par exemple), alors on calcule le rapport (2 - 1)/d, exprimé donc en nm par cm, et on fait l'hypothèse que ce rapport est constant en n'importe quel endroit du spectre. Cette hypothèse très importante pour la suite du raisonnement est passée sous silence dans les deux manuels de seconde (nouveaux programmes) dont je dispose...

Cette hypothèse étant admise, soit une troisième raie de longueur d'onde inconnue x distante de x de la première raie (figure ci-dessous). On écrit donc l'égalité

(x - 1)/x = (2 - 1)/d, et en effet on fait le produit en croix pour obtenir x :

x = 1 + (2 - 1).x/d.

Dans la pratique les deux raies de longueurs d'onde (1 et 2) doivent être choisies les plus éloignées possible, pour minimiser les incertitudes de calcul. Je te conseille donc de choisir 517.3 nm (la raie centrale du triplet) et 552.8 nm.

Si tu as compris, il ne te reste plus qu'à prendre ton double décimètre...

 Longueurs d\'ondes de raies

Posté par
school1111
Longueurs d'ondes de raies 30-10-14 à 10:12

Bonjour prbebo,

Merci beaucoup pour votre réponse qui m'a été d'un grand aide !


Je ne comprends juste pas pourquoi il faut prendre 517,3 comme valeur pour Y1 plutôt que 516,7.

Merci pour votre aide.

Posté par
school1111
Re : Longueurs d'ondes de raies 30-10-14 à 10:16

J'ai donc fait le calcul avec les valeurs que vous me conseillez de prendre, j'obtiens donc environ 128 nm .

Cela me semble peu ?

Qu'en pensez-vous ?


Merci.

Posté par
prbebo
Longueurs d'ondes de raies 30-10-14 à 13:15

Bonjour school1111,

bien sûr tu peux choisir la raie à 516,7 nm ; je t'ai conseillé la raie centrale du triplet car elle est facile à repérer, mais celles qui l'encadrent conviennent aussi.

Concernant ton résultat (128 nm), il ne convient ni à la raie A (un peu plus de 500 nm d'après l'image que tu as postée), ni à la raie B (vers 550 nm). D'ailleurs 128 nm est une longueur d'onde située dans la bande C des rayons UV (les plus nocifs !).

Envoie-moi le détail de tes calculs (au moins les longueurs d'onde 1 et 2 que tu as choisies et leurs positions en cm dans le spectre), car avec ton image j'ai du mal à voir.

BB.

Posté par
school1111
Longueurs d'ondes de raies 30-10-14 à 13:51

Voici mes calculs :

Raie A : 517,3 + (552,8-517,3)* 1,3 / 4,4
Je pense que je me trompe pour la valeur de X et d !


Merci de votre aide.

Posté par
prbebo
Longueurs d'ondes de raies 30-10-14 à 14:37

Non, mais peut-être faudrait-il changer les piles de ta calculette... ( bien sûr !)
Moi je trouve (552,8-517,3)* 1,3 / 4,4 = 10,49 nm, soit pour la raie A : 527,8 nm.
D'après l'image elle semble arriver un peu avant, mais on s'en rapproche...

Posté par
school1111
Longueurs d'ondes de raies ! 30-10-14 à 16:30

Le problème vient de la calculatrice ! J'ai essayé avec une autre calculatrice et je trouve environ 527,8, moi aussi !
Il faut que je pense à changer les piles de la calculatrice pour la rentrée !


Merci beaucoup pour votre aide !

Pour déterminer la longueur d'onde de la Raie B, je dois procéder de la même façon ? Pour les valeurs de 1 et 2 ?

Posté par
prbebo
Longueurs d'ondes de raies 30-10-14 à 18:34

... ou alors fais-t-en offrir une autre (Noël n'est plus très loin), car si tu continues tes études après le bac tu en auras bien besoin...

Pour la raie B on procède de même bien sûr : tant que la longueur d'onde de cette raie est bien comprise entre 1 et 2, il n'y a aucune raison d'en changer. Rappelle-toi que cette méthode doit rester une interpolation, pas une extrapolation (autrement dit, pour des longueurs d'onde inférieures à 1 ou supérieures à 2, on peut trouver n'importe quoi.

A bientôt peut-être pour parler d'autres exercices.

B.B.

Posté par
school1111
Longueurs d'ondes de raies 30-10-14 à 19:07

Oui!


Merci beaucoup de m'avoir aider.

Bonne soirée.



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