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Niveau maths sup
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Atomes d'hydrogène excités et nombre quantique

Posté par
Kira
04-09-15 à 22:48

Bonjour, je bloque à cet exercice, pourriez-vous m'aider ?

Des atomes d'hydrogène initialement à l'état fondamental sont excités par un rayonnement UV de longueur d'onde 97,35 nm.
1. Quel est le nombre quantique principal de l'état ainsi obtenu ?
2. Quelles sont les longueurs d'onde des différentes radiations que peuvent émettre les atomes lorsqu'ils se désexcitent ?

Données :
1eV = 1,6*10-19J
h=6,63*10-34J.s
c=3*108m.s-1
E = -13,6 / n2 eV (pour l'atome d'hydrogène)

Voilà ma réponse pour la question 1 déjà :
E = (hc)/ d'après le cours donc je calcule E en remplaçant par 97,35*10-9 car je convertis les nm en m.
On obtient 2,04*10-18J et je les convertis en eV, je trouve 12,77 eV.

Pour trouver E, j'appelle l'état fondamental Ex et l'état excité Ey.
E = Ex - Ey
Je remplace :
(-13,6/x2) + (13,6/y2) = 12,77
Après je mets sous le même dénominateur, ce qui donne l'expression barbare :
(13,6(x+y)(x-y)) / (x2y2) = 12,77
Là je coince car je ne sais pas si c'est juste ce que j'ai fait...

Puis j'ai supposé que l'état fondamental était à n=1 donc j'ai remplacé x par 1 et je trouve y = 0,718, ce qui me paraît hautement improbable

Merci d'avance pour l'aide

Posté par
krinn Correcteur
re : Atomes d'hydrogène excités et nombre quantique 05-09-15 à 12:57

bonjour,

Citation :
j'ai supposé que l'état fondamental était à n=1

c'est E1 par définition!

donc on cherche En tel que En-E1 = 12.77 eV
avec En = -E1/n2 du fait de la quantification de l'énergie

je te laisse refaire tes calculs

Posté par
Kira
re : Atomes d'hydrogène excités et nombre quantique 05-09-15 à 19:13

Je me suis trompée dans la formule car on doit faire l'état final moins l'état initial, d'où En-E1=12,77 eV.
Avec la formule, E1=-13,6.
(-13,6)/(n2) = -0,83
n2=16,39 environ
Soit n=4,04 environ. C'est normal si je trouve pas un entier ?

J'ai pas trop compris ça :

Citation :
avec En = -E1/n2 du fait de la quantification de l'énergie


Merci pour l'aide

Posté par
krinn Correcteur
re : Atomes d'hydrogène excités et nombre quantique 05-09-15 à 19:22

il fallait lire: En = E1/n2

la réponse est n=4 (c'est un entier)

(il doit y avoir des erreurs d'arrondis)

Posté par
Kira
re : Atomes d'hydrogène excités et nombre quantique 05-09-15 à 19:35

D'accord, en fait j'ai arrondi pour les joules, ce qui explique l'imprécision du résultat. Mais en soi, le calcul est juste



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