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étude de deux radiations lumineuses
Bonjour, bonjour !
Une lampe spectrale à hydrogène émet quelques radiations monochromatiques de lumière visible. Grâce à 2 filtres appropriés, on peut sélectionner une radiation rouge de longueur d'onde Y1 ou une radiation bleue de longueur d'onde Y2.
On réalise successivement avec ces deux radiations une expérience de diffraction par une fente rectangulaire de largeur a beaucoup plus petite que la hauteur h. On note O le milieu de la fente et x'x la direction de l'axe perpendiculaire en O au plan de la fente, orienté de la source vers la fente.
On déplace une cellule photoélectrique, reliée à un voltmètre par l'intermédiaire d'un amplificateur, selon un arc de cercle centré en O, dans le plan horizontal contenant l'axe x'x et on mesure, avec le voltmètre branché sur le récepteur, une tension proportionnelle à l'amplitude de l'onde reçue selon l'angle alpha (mesuré par rapport à l'axe x'x).
Dans les deux cas, le réglage initial consiste à ajuster l'amplification pour lire une tension de 100 mV pour alpha = 0.
Les résultats sont regroupés dans le tableau ci-dessous, la tension U1 étant mesurée lorsque l'expérience est réalisée avec la radiation rouge et U2 avec la radiation bleue.
Alpha (en °) |0|1|2|3|4|5|6|7|8|9|10|11|12| 13|14|15|16|17|18|19|20
U1 (mV) |100|97|87|73|55|35|16|0|12|19 |22|20|15|8|2|4|10|12|13|10|7
U2 (mV) |100|94|77|54|27|4|21|21|14|4| 5|11|13|10|5|1|6|9|9|6
je suis arrivé à faire les questions précédentes.
4. Les niveaux d'énergie de l'atome d'hydrogène sont donnés par la relation En= -Eo/n² dans laquelle n est un entier supérieur ou égal à 1 et E0= 13.60eV
Sachant que, lors de l'émission de ces deux radiations, le niveau d'énergie final correspond à n=2, calculer la valeur n1 de n correspondant au niveau d'énergie initial lors de l'émission de la radiation rouge.
J'ai calculé Ef = -Eo/2² = -3.4 J
Mais après, je ne sais plus comment continuer.
L'énergie initiale c'est E0 non ? Donc n=1 ?
Merci d'avance pour votre aide
Bonsoir,
Si l'énergie initiale était E0, cela voudrait dire que ton atome est passé de l'état fondamental à un état excité n=2, ou autrement dit qu'il a absorbé un photon.
Au contraire, ici l'atome a perdu de l'énergie en émettant un photon d'énergie h*f où f est la fréquence de la radiation rouge. Tu connais l'énergie de l'atome dans l'état final n=2 grâce à la relation qu'on t'a fournie et tu connais l'énergie qu'il a perdu en émettant le photon donc par conservation de l'énergie tu peux en déduire l'énergie qu'il avait au départ puis bien sûr retrouvé la valeur de n qui y correspond.
Bonjour,
Dans la question précédente, j'avais trouvé que la différence entre le niveau d'énergie initial de l'atome et le niveau d'énergie final = 1.89 eV (h*f = h*(c/λ))
Donc ici, j'ai trouvé que l'énergie finale = -3.4 eV donc ça voudrait dire que Ei = 1.89 - Ef = 1.89 - 3.4 = -1.51 eV et d'où n = 3 ?
D'accord, merci beaucoup.
Après, on me dit : sachant que la radiation bleue correspond à une transition depuis le niveau n2 = n1+1 jusqu'au niveau n=2, calculer la longueur d'onde de cette radiation.
n1 = 3 et n2 = n1+1 donc n2 = 4 En = -E0/16 = -13.60/16= 8.5*10^-1 eV
Mais en fait,je ne comprends pas ce que j'ai calculé... En correspond à Ei ou Ef ou autre chose? Je suis bloqué..
Initialement, ton atome est dans l'état d'énergie correspondant à n2 = 4, çà c'est ok.
Ensuite il va libérer de l'énergie sous forme de radiation lumineuse pour se retrouver dans l'état final d'énergie correspondant à n=2 (qui correspond à une énergie inférieure).
Là tu as calculé l'énergie du niveau initial, il te reste plus qu'à calculer l'énergie du niveau final pour en déduire quelle quantité d'énergie a perdu ton atome. Et à quoi est égale cette énergie perdue ?
C'est à dire que Ef = -E0/2² = -3.4 eV
D'où Ei-Ef = 4.25 eV
d'où lamda = hc/(4.25*1.6*10^-19) = 2.925*10^-7 m?
Bah dites donc, ta radiation est loin d'être bleue, elle est même dans l'ultra-violet donc invisible à l'oeil.
Tu as fais une erreur de signe pour Ei mais sinon toutes les étapes sont bonnes.
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