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Énergie de l'atome d'hydrogène

Posté par
HSdu93
13-11-13 à 17:14

Bonjour a tous j'ai cet exercice a faire mais je n'ai pas compris . Merci d'avance pour votre aide .

Un atome d'hydrogène E = 13, 6 ÷ n au carré en eV . Avec n un entier non nul .(desoler je ne sais pas faire le carré)  

Questions :

1. Pour quelle valeur de n l'énergie  est elle minimale ?
2. Calculer en eV les énergies des 3 premiers niveaux de H.(je ne vois pas a quoi correspondent ces 3 niveaux )
3. Calculez en J l'énergie de l'état fondamental .

                          

Posté par
Coll Moderateur
re : Énergie de l'atome d'hydrogène 13-11-13 à 17:38

Bonjour,

Je suppose que les niveaux d'énergie sont calculés ainsi :

\Large E_n\,=\,-\;\frac{13,6}{n^2}\,\rm{eV}

avec n *

Quelles réponses proposes-tu ?

Posté par
HSdu93
re : Énergie de l'atome d'hydrogène 15-11-13 à 16:12

Justement le problème c'est qu'on vient de commencer le chapitre est je n'ai jamais vu se genre d'exercice . Donc j'ai pas vraiment de réponse...

Posté par
Coll Moderateur
re : Énergie de l'atome d'hydrogène 15-11-13 à 16:15

Quels sont les trois plus petits nombres * ?

Posté par
HSdu93
re : Énergie de l'atome d'hydrogène 15-11-13 à 16:44

0, 1 et 2

Posté par
Coll Moderateur
re : Énergie de l'atome d'hydrogène 15-11-13 à 21:41



* est la notation traditionnelle pour le zéro étant exclu.

Donc les trois plus petits nombres appartenant à * sont 1, 2 et 3

Tu sais calculer le carré de chacun de ces trois nombres.

Tu peux donc calculer trois énergies en appliquant la relation : \Large E_n\,=\,-\;\frac{13,6}{n^2}\,\rm{eV}

Il me semble que tu ne devrais alors avoir aucun mal à répondre à la première question.

Posté par
HSdu93
re : Énergie de l'atome d'hydrogène 16-11-13 à 11:42

Ah d'accord j'ai compris merci de votre aide . (Désolé je ne savais pas que le zéro etait exclu . )

Posté par
Coll Moderateur
re : Énergie de l'atome d'hydrogène 16-11-13 à 11:59

En postant tes résultats, tu permettras qu'ils soient vérifiés.

Posté par
HSdu93
re : Énergie de l'atome d'hydrogène 16-11-13 à 13:18

J'ai trouvé que pour n=4 , E vaut -0, 85 . Ce résultat est il minimal ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Énergie de l'atome d'hydrogène 16-11-13 à 14:43

L'énoncé te demande de calculer les énergies pour les trois premiers niveaux. Tu n'as donc pas à calculer pour n = 4 qui correspond au quatrième niveau...

Posté par
HSdu93
re : Énergie de l'atome d'hydrogène 16-11-13 à 15:09

Mais je voulais savoir si ce resultat correspond a la question 1) a moins que la question 1) & 2) sont liées ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Énergie de l'atome d'hydrogène 16-11-13 à 16:11

Avec le cours il est possible de répondre à la question 1.

Mais tu peux aussi considérer que les questions 1 et 2 sont liées.
Quels sont les trois valeurs d'énergie pour les trois niveaux qui correspondent à n = 1, n = 2 et n = 3 ? (n'oublie pas l'unité)

Posté par
HSdu93
re : Énergie de l'atome d'hydrogène 16-11-13 à 17:41

J'ai trouvé que pour n=1 E vaut -13, 6 eV
                                     n=2 E vaut -3, 4 eV
                                     n=3 E vaut -1, 5 eV

Posté par
Coll Moderateur
re : Énergie de l'atome d'hydrogène 16-11-13 à 20:23

C'est bon.

Je pense que tu n'as aucune hésitation maintenant pour répondre à la première question.

Posté par
HSdu93
re : Énergie de l'atome d'hydrogène 16-11-13 à 20:41

Je vous remercie de m'avoir guidé tout au long de cet exercice . Votre aide ma été précieuse .

Posté par
Coll Moderateur
re : Énergie de l'atome d'hydrogène 16-11-13 à 20:44

Je t'en prie.
Encore une fois, en postant tes réponses, il y a toutes les chances pour qu'elles soient vérifiées.
Par exemple le résultat de la dernière question...

Posté par
HSdu93
re : Énergie de l'atome d'hydrogène 16-11-13 à 23:10

Il est indiqué que 1 eV = 1, 60×10(puissance)-19 J  
Donc pour moi pour calculer en J l'énergie fondamental on fait -1, 51× l'énergie d'un eV .

Posté par
Coll Moderateur
re : Énergie de l'atome d'hydrogène 17-11-13 à 07:55

Ho là...
J'ai bien fait d'insister pour voir tes réponses...
D'accord pour la conversion ; mais :

1) Pour quelle valeur de n l'énergie est-elle minimale ?

3) Qu'appelle-t-on "état fondamental" ? Quelle est la valeur de n pour cet état fondamental ?

Posté par
HSdu93
re : Énergie de l'atome d'hydrogène 17-11-13 à 11:30

1) l'énergie est minimale pour n=3

3) L'état fondamental est le niveaux le plus bas de l'energie d'un atome . La valeur de n est la même que la question 1 .

Posté par
Coll Moderateur
re : Énergie de l'atome d'hydrogène 17-11-13 à 11:41



Quel est le nombre le plus petit : -3 ou -40 ?

Alors pour quelle valeur de n l'énergie est-elle minimale ?

Posté par
HSdu93
re : Énergie de l'atome d'hydrogène 17-11-13 à 12:54

Le nombre le plus petit est -40  mais d'ou sorti-il ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Énergie de l'atome d'hydrogène 17-11-13 à 13:04

-3 et -40 sortent de mon imagination...

Oui, c'est -40 < -3
_________

Alors de ces trois énergies :
E1 -13,6 eV
E2 -3,4 eV
E3 -1,51 eV

laquelle est minimale ?

Posté par
HSdu93
re : Énergie de l'atome d'hydrogène 17-11-13 à 13:14

A oui j'ai compris . J'ai complètement oublié que ces des nombres négatifs donc ici c'est 13, 6 qui est minimale . Donc pour n=1  l'énergie est minimale .
Mais est ce que le calcul pour la question 3 reste le même que j'ai fait ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Énergie de l'atome d'hydrogène 17-11-13 à 13:28

Oui, l'état fondamental est l'état pour lequel l'énergie est minimale.

C'est donc pour n = 1 que l'électron est dans son état fondamental, ou dans son état d'énergie minimale.
______________

Oui, pour convertir la valeur d'une énergie en électron-volt en une valeur exprimée en joule il faut bien multiplier la première par 1,60.10-19
puisque 1 eV 1,60.10-19 J

Donc : E1 = - 13,6 eV ... J

Posté par
HSdu93
re : Énergie de l'atome d'hydrogène 17-11-13 à 13:30

Ah bah enfin terminé . Merci beaucoup .

Posté par
Coll Moderateur
re : Énergie de l'atome d'hydrogène 17-11-13 à 13:47

Je t'en prie.
À une prochaine fois !



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