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Le sodium au service de l’éclairage routier

Posté par
YaXe
12-12-21 à 18:02

Bonjour, j'ai un exercice à faire et j'aimerais savoir si ce que je fais est juste, svp :

L'éclairage routier assure visibilité et sécurité. Dans les tunnels, il est encore souvent réalisé à l'aide de lampes à décharge contenant des vapeurs de sodium à basse pression. Une décharge électrique crée un flux d'électrons qui excite de nombreux atomes de sodium (Na). Ces derniers restituent l'énergie acquise en émettant des radiations de fréquence(s) précise(s) pour revenir dans leur état fondamental.

En Doc1, j'ai 2 spectres d'émission :
Le premier correspondant au spectre de la lampe à vapeur de sodium (les raies visibles ont comme longueur d'onde 569, 589 et 615).
Le second correspond au spectre d'une lampe à incandescence (Le spectre est complet, toutes les longueurs d'ondes sont visibles).

En Doc2, j'ai le diagramme énergétique de l'atome de sodium avec les valeurs suivantes :
E1=-5,14
E2=-3,03
E3=-2,96
E4=-1,93
E5=-1,52
E6=-1,38
Einfini=0

Questions/réponses :
Q/ 1. Doc. 1 Comparer les spectres d'émission de la lampe à incandescence et de celle à vapeur de sodium.
R/ J'explique ce que j'ai mis plus haut pour vous expliquer ce que je vois (le 1er spectre ne laisse passer que des longueurs d'ondes précises, qu'il y en a plusieurs, que c'est donc polychromatique). Le second spectre laisse passer tout le domaine visible, cela correspond donc à de la lumière blanche.

Q/ 2. Doc. 2 Indiquer les différents états de l'atome de sodium sur le diagramme énergétique.
R/ Etat fondamental pour E1, Etats excités de E2 à E6 et état ionisé pour Einfini.

Q/ 3. Doc. 2 Que peut-on dire sur les niveaux d'énergie de l'atome de sodium ?
R/ J'avoue que je ne sais pas trop si ce n'est de dire qu'il faut à peu près le même niveau d'énergie pour passer d'un niveau à l'autre mis à part entre les niveaux 2 et 3. Et dire qu'il y a 5 niveaux qui correspondent à l'état excité.

Q/ 4. Doc. 2 Calculer la différence d'énergie entre les états E
1 et E 2 . En déduire l'énergie du photon correspondant.
R/ DeltaE=E2-E1=-3,03+5,14=2,11Ev. L'énergie du photon correspondant au passage du niveau 1 à 2 est 2,11Ev

Q/ 5. Des photons sont-ils émis ou absorbés par l'atome de sodium ? Indiquer par une flèche le sens de leur transition sur le diagramme. Calculer la longueur d'onde correspondante.
R/ En prenant l'énoncé, il est dit que "Ces derniers restituent l'énergie acquise en émettant des radiations de fréquence(s) précise(s) pour revenir dans leur état fondamental.". J'en déduit que ça va du niveau 2 vers le niveau 1. La flèche ira donc vers le bas.
E en Joule = 2,11x1.69*10^(-19) = 3,5659*10^(-19)
Donc, lambda=hxc/E = (6,63*10^(-34)x3*10^8)/3,5659*10^(-19)
lambda=5,57x10^(-17)
Je trouve bizarre cette valeur de lambda, je ne sais pas mes calculs sont justes.

Q/ 6. Le spectre d'émission de la lampe à sodium a-t-il la même origine que celui de la lampe incandescente ?
R/ Je ne sais pas quoi répondre à cette question.

Posté par
odbugt1
re : Le sodium au service de l’éclairage routier 13-12-21 à 10:02

Bonjour,

Q1
Dire que les spectres "ne laissent passer" n'a aucun sens surtout pour des spectres d'émission.
Je pense que la réponse attendue est "spectre de raies" dans le cas du sodium et spectre de bande dans le cas du filament d'ampoule.

Doc 2 : Les unités sont absentes.

Q2 :
OK

Q3 : Connais tu le terme de "quantifié" ?



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