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Niveaux d'énergie
Bonjour 
J'ai commencer un exercice en niveau d'énergie et je ne vois pas trop comment je pourrais continuer. Merci d'avance pour l'aide !
Voici l'énoncé:
Les niveaux d'énergie de l'atome d'hydrogène sont donnés par la relation : En=-13,6/n²
Avec n un nombre entier naturel non nul.
1. Quelle est l'énergie d'ionisation d'un atome d'hydrogène?
3-L'analyse du spectre d'émission de l'atome d'hydrogène révèle la présence de radiations de longueurs d'onde de 486 nm, 434 nm et 410 nm.
a. Déterminer à quelles transitions correspondent ces radiations de la série de Balmer.
2-Entre quelles valeurs extrêmes les longueurs d'onde dans le vide des radiations de cette série sont-elles situées ?
3- Un photon d'énergie de 7 eV arrive sur un atome d'hydrogène. Que sa passe-t-il :
a. si l'atome est dans son état fondamental?
b. si l'atome est dans l'état excité n=2?
1- Ei=E infini-E1=-Eo((1/infini²)-1)
De là je tire que Ei=Eo soit Ei=2,176.10-¹¹J
2- J'ai utilisée le diagramme et j'en ai conclu que:
Pour lambda=486nm
DeltaE=HC/lambda=2,5eV donc cette longueur d'onde appartient à la transition du niveau 4 au niveau 2
Par un même raisonnement j'ai trouvé que pour lambda=434nm c'est une une transition du niveau 5 au niveau 2
Et pour lambda=410nm c'est une transition du niveau 6 au niveau 2
Maintenant pour la question 3 je vois vraiment pas comment faire...j'ai pensé à un encadrement entre la longueur d'onde a E1 et Einfini
Bonjour
Question 3 : l'atome en absorbant le photon voit son énergie augmenter de 7eV.. Deux cas possibles :
1: la nouvelle énergie est négative : on obtient un atome H excité qui revient à son état stable en émettant un ou plusieurs photons.
2: la nouvelle énergie est positive : le photon absorbé produit la ionisation de l'atome. Le noyau et l'électron se séparent définitivement.
J'ai répondu précédemment à ta question concernant la question 3. Je viens de vérifier tes calculs.
Question 1 : Un correcteur accepterait sans doute la réponse fournie en électronvolt : Ei=Eo=13,6eV . Étourderie de ta part dans la conversion de Ei en joule.
Question 2 : ta méthode est acceptable si l'énoncé fournit le diagramme des niveaux d'énergie. Sinon, il faut faire le calcul du nombre quantique initial ni pour la série de Balmer : nf=2. Pour la première radiation, cela conduit à résoudre l'équation :
Cela conduit bien à ni=4.
Tu n'a pas répondu à la question 2b) sur les valeurs extrêmes des longueurs d'onde de la série de Balmer.
Je me suis trompé en parlant
Maintenant pour la question 3 je vois vraiment pas comment faire...j'ai pensé à un encadrement entre la longueur d'onde a E1 et Einfini
C'est la question 2 dont je voulais parler plutôt
1: la nouvelle énergie est négative : on obtient un atome H excité qui revient à son état stable en émettant un ou plusieurs photons.
Sachant que la nouvelle énergie (E'=-6,6eV)ne correspond à aucun niveau d'énergie ici l'atome ne reste pas dans son état fondamentale ?
Après calcul pour Ei j'obtiens Ei=2,176.10-¹⁸J
Oui. Juste une remarque : les données sont fournies avec trois chiffres significatifs. Il convient donc d'arrondir les résultats avec la même précision tout en gardant, pour les calculs intermédiaires, tous les chiffres significatifs de la calculatrice. Sinon, trop d'arrondis successifs peuvent rendre le résultat final aberrant.
Entre quelles valeurs extrêmes les longueurs d'onde dans le vide des radiations de cette série sont-elles situées ?
La série de Balmer correspond à des transitions d'un niveau ni au niveau nf=2 avec nf>ni. La plus petite énergie d'un photon de la série de Balmer correspond à nf=3 et donc à :
La plus grande énergie possible correspond à un état initial "infiniment proche" de l'état ionisé, c'est à dire à un nombre nf tellement grand que (1/ni)
0. Donc :
(énergies exprimées en eV). A toi de finir les calculs...
3- Un photon d'énergie de 7 eV arrive sur un atome d'hydrogène. Que sa passe-t-il :
a. si l'atome est dans son état fondamental?
b. si l'atome est dans l'état excité n=2?
Réponse dans mon premier message du 05-03-24 à 08:53.
J'ai commis une confusion d'indice dans mon explication sur la série de Balmer. Je me corrige :
La série de Balmer correspond à des transitions d'un niveau ni au niveau nf=2 avec ni>nf. La plus petite énergie d'un photon de la série de Balmer correspond à ni=3 et donc à : (pas de problème pour la suite)
Oui. Juste une remarque : les données sont fournies avec trois chiffres significatifs. Il convient donc d'arrondir les résultats avec la même précision tout en gardant, pour les calculs intermédiaires, tous les chiffres significatifs de la calculatrice. Sinon, trop d'arrondis successifs peuvent rendre le résultat final aberrant.
D'accord
Si ni = nf , l'atome reste au même niveau d'énergie, il n'y a pas émission de photon. Pour la série de Balmer, n f =2.
Attention : la plus petite énergie pour un photon correspond à la plus grande longueur d'onde.
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