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Spectre d'émission du mercure

Posté par
noemie
01-11-15 à 11:59

Bonjour,
Je dois faire cet exercice et j'ai du mal. Est-ce que quelqu'un pourrait m'aider svp? Voici l'exercice:

Le spectre d'émission du Mercure contient 3 raies intenses jaune bleu et verte de longueurs d'ondes :
Lambda jaune = 579.2 nm
Lambda vert = 546.2 nm
Lambda bleu = 436.0 nm

1°) Calculer l'énergie en eV des photons de longueur d'ondes lambda jaune, verte et bleu.

2°) a- Quelle raie d'émission du mercure correspond à la désexcitation des atomes de mercure des niveaux d'énergie E6 à E4 sachant que le diagramme indique :
E6 = -1.57
E5 = -2.69
E4 = -3.72
E3 = -4.97
E2 = -5.54
E1 = -10.44
b- À quelle désexcitations correspondent les deux autres raies? Justifier.
c- Reproduire le diagramme et représenter les trois désexcitations évoquées dans l'exercice.

Inutile de vous dire  que je ne sais pas quoi faire. Je sais que
-la constante de Planck est: h=6.63*10-34 J/s
-1 eV=1,60*108 m/s

Est-ce que quelqu'un pourrait me donner des pistes svp?
Merci d'avance

***Edit gbm : en attendant l'intervention d'un membre, je te conseille de lire cette fiche : Modèle ondulatoire et particulaire de la lumière ***

Posté par
picard
re : Spectre d'émission du mercure 01-11-15 à 17:33

Bonjour.

Avez vous lu (jusqu'en bas !) la fiche évoquée par gbm ?
Le début de la piste est juste là.

A vous.

P.S. Je ne sais pas où vous avez vu cela...

Citation :
1 eV=1,60*108 m/s
...mais il faut mieux regarder ou jeter le livre d'où ça sort.

Posté par
noemie
re : Spectre d'émission du mercure 01-11-15 à 18:12

Bonjour picard,
Je me suis en effet trompée dans l'énoncé, je me rectifie tout de suite: eV=1,60*10-19 m/s. Et oui j'ai lu la fiche à laquelle gbm a fait référence du début à la fin. Je vous proposerai mes réponses demain car il se fait tard et je dois me coucher.
À demain.

Posté par
picard
re : Spectre d'émission du mercure 01-11-15 à 18:18

Vous avez effectivement besoin de repos...

Citation :
eV=1,60*10-19 m/s
NON : 1 eV=1,60*10-19 J

Bonne nuit et bonne rentrée.

Posté par
noemie
re : Spectre d'émission du mercure 01-11-15 à 18:28

Oui enfin bon je connais cette formule depuis hier, je ne l'ai pas encore apprise.
Et ce n'est pas la rentrée pour moi demain, c'était la semaine dernière.
Bonne soirée

Posté par
noemie
re : Spectre d'émission du mercure 02-11-15 à 14:10

Bonjour picard,
Il se trouve que j'ai eu un imprévu donc je ne pas rentrée chez moi. Je n'ai donc pas mes réponses à cet exercice avec moi et je pense ne pas pouvoir vous les donner aujourd'hui. Demain je fini tard et comme j'ai deux contrôles mercredi, je ne pense pas non plus pouvoir vous les envoyer demain. Je le ferai dès que j'aurai un peu de temps.
Bonne journée

Posté par
picard
re : Spectre d'émission du mercure 02-11-15 à 14:23

Pas de soucis, ce sera quand vous pourrez !

Posté par
noemie
re : Spectre d'émission du mercure 04-11-15 à 13:53

Bonjour picard,
Voilà comme promis l'exercice. J'avais essayé de le faire d'abord, avant de lire la fiche de gbm, j'ai recommencé après l'avoir lu, et j'y ai ajouter des modifications après des explications de la prof. Voilà le résultat final:

1. Energie d'un photon:
E = h * = hc / avec E en J, h en J/s, en Hz (s-1) et le photon de longueur d'onde
constante de Planck: h : 6.63 * 10-34 J/s
vitesse de la lumière dans le vide: 3.00 * 108 m/s-1
1 eV = 1.60 * 10-19 J

On convertit d'abord les nanomètres en mètres:
579.2 nm = 579.2 * 10-9 m
546.2 nm = 546.2 * 10-9 m
436.0 nm = 436 * 10-9 m

E (J) = ((6.63 * 10-34) J/s * (3.00 * 108) m/s-1)/579.2 * 10-9 m 3.434 * 10-19 J
3.434 * 10-19 J / 1.60 * 10-19 J 2.146 eV


E (V) = ((6.63 * 10-34) J/s * (3.00 * 108) m/s-1)/546.2 * 10-9 m 3.641 * 10-19 J
3.641 * 10-19 J / 1.60 * 10-19 J 2.276 eV


E (B) = ((6.63 * 10-34) J/s * (3.00 * 108) m/s-1)/436 * 10-9 m 4.56 * 10-19 J
4.56 * 10-19 J / 1.60 * 10-19 J 2.851 eV


2.a. Un atome de mercure se désexcite du niveau d'énergie E6 au niveau d'énergie E4, il émet un photon d'énergie E = 8.87 - 6.72 = 2.15 eV soit la raie jaune à 0.01 eV près.

b. Pour chacune des raies il faut chercher les deux niveaux dont l'écart énergétique vaut l'énergie du photon associé à la raie:

. E5 - E2 = 7.75 - 4.90 = 2.85 eV = E(B)
La raie bleue est donc émise quand l'atome de mercure se désexcite du niveau d'énergie E5 au niveau d'énergie E2.

. E5 - E3 = 7.75 - 5.47 = 2.28 eV = E(V)
La raie verte est donc émise quand l'atome de mercure se désexcite du niveau d'énergie E5 au niveau d'énergie E3.


Est-ce que c'est bon? Est-ce qu'il y a des erreurs?
Merci d'avance

Posté par
picard
re : Spectre d'émission du mercure 04-11-15 à 14:49

Salut Noémie.

Prenons les choses dans l'ordre...

Pour la question 1, tout est bon ! Bravo.

Pour la question 2 a-...

Citation :
Un atome de mercure se désexcite du niveau d'énergie E6 au niveau d'énergie E4, il émet un photon d'énergie E = 8.87 - 6.72 = 2.15 eV soit la raie jaune à 0.01 eV près.
Le résultat final est correct, mais je ne comprends pas votre raisonnement ; d'où sortez vous les valeurs 8.87 eV et 6.72 eV ?

Lors d'une transition électronique, la variation d'énergie de l'atome de mercure est : E = Efinale - Einitiale
Pour la transition de n = 6 à n = 4, on aura donc : E = E4 - E6 = -3.72 -(-1.56) = -3.72 + 1.56 = -2.16 eV. Le signe moins indique que l'atome de mercure CEDE cette énergie, càd qu'il émet un photon d'énergie |E| = 2.16 eV


Pour la question 2 b-, j'ai, là aussi, du mal à vous suivre.

Pour moi : pour la transition de n = 5 à n = 3, on aura donc : E = E3 - E5 = -4.97 -(-2.69) = -4.97 + 2.69 = -2.28 eV. Le photon émis, d'énergie 2.28 eV correspond à la radiation verte.

Pour la transition de n = 5 à n = 2, on aura donc : E = E2 - E5 = -5.54 -(-2.69) = -5.54 + 2.69 = -2.85 eV. Le photon émis, d'énergie 2.85 eV correspond à la radiation bleue.


OK ?

Posté par
noemie
re : Spectre d'émission du mercure 04-11-15 à 15:26

Oh mais oui ! Mais que suis-je bête ! Dans mon livre de physique il y a plusieurs exercices un peu identiques et j'ai mélangé les données de cet exercice avec celles de l'exercice juste à côté... Et dire que j'ai passé 3h au total là-dessus et je n'ai rien remarqué... Au moins j'ai réussi la première question
Merci picard pour cette correction

Posté par
picard
re : Spectre d'émission du mercure 04-11-15 à 17:38

Je vous en prie.

Au revoir et à une prochaine fois peut-être.

Posté par
noemie
re : Spectre d'émission du mercure 08-11-15 à 18:33

Bonsoir picard,
Pouvez-vous me rendre un service svp ? J'ai commencé à aider un membre mais je dois partir car il se fait tard chez moi. Pouvez-vous prendre le relais svp ? Voilà le topic: DM sur l'Astrophysique
Merci d'avance



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