Bonjour,

J'ai un exercice sur l'effet photoélectrique,dont voici le sujet ci-dessous:

Exercice 4:l'effet  photoélectrique

Une radiation électromagnétique est capable d'arracher des électrons à une surface métallique. Lors du phénomène les électrons arrachés (aussi appelés photoélectrons)
acquièrent de l'énergie cinétique (notée Ec). Si les photoélectrons sont collectés, ils peuvent permettre de générer un courant électrique, on parle alors d'effet photoélectrique.

Mais le phénomène ne se produit que si l'énergie de la radiation incidente (notée [E][/rad]) est supérieure à une énergie seuil notée Ei, caractéristique du métal correspondant à l'énergie d'extraction d'un électron du métal. Nous étudierons dans la suite du problème l'effet photoélectrique produit par le zinc métallique. Données:
h= 6,62.10-­‐34 J.s ; c = 2,99.108 m.s-­‐1



1 .Description énergétique du système
a. Donner la configuration électronique de
  .
b. Qu'est-ce qu'un hydrogénoïde? Le zinc en est-il un? Peut-on calculer aisément ses niveaux d'énergie?

c.Compléter le    schéma suivant en indiquant  
  On raisonnera par analogie avec le phénomène d'absorption d'hydrogène.

d. Compléter alors l'expression suivante reliant Erad, Ei et EC : EC= E_rad - E _i





2.Nous cherchons expérimentalement à déterminer Ei pour le zinc.

a. une    plaque de zinc avec de la lumière visible, il ne se produit pas d'effet photoélectrique.Qu'endeduisez--‐vous? Donnez alors en Joule un minorant de Ei, travail d'extraction électronique du zinc. On prendra pour défnition du spectre visible la gamme400--‐800nm.

b. Lorsqu'on éclaire la même plaque de zinc avec une source de lumière à 335nm,on observe l'effet photoélectrque et la tension mesurée entre le détecteur de photoélectrons e la plaque de zinc est de 0,3V. A quelle famille du pectre électromagnétique une radiation de 335nm appartient-elle ? Calculer le travail d'extraction électronique Ei du zinc enJoules,sachant qu'une énergie de 1eV est l'énergie d'un électron accéléré sous une tension de1V et que 1eV=1,6.10^(-19) J.


3.On éclaire maintenant la plaque de zinc par la raie la moins énergétique de la série de Lyman de l'hydrogène correspondant à la transition n=2 à n=1.
a. Quelle est maintenan tla valeur de l'énergie de la radiation incidente Erad? Quelle est sa longueur d'onde?

b. Observe- t-on alors l'effet photoélectrique? Si oui, quelle énergie cinétique Ec ont acquis les photoélectrons générés?


Pouvez-vous m'aider car je ne suis  pas sure de mes réponses?

Je peux  déjà supposer que pour la 2d partie, on a faire à un cas d'absorption. C'est à  dire que les  photons sont absorbés et on  assiste  à un gain d'énergie des électrons.

Donc voici les réponses:

1.a Donnons la configuration électronique de :


1.b  Un hydrogénoïde est un ion qui a perdu un ou plusieurs électrons et qui a plus qu'un électron qui gravite autour du noyaux.
Non le zinc n'en est pas un. Il faudrait le transformer en anon c'est à dire en
Zn5+ pour obtenir une structure ayant un électron gravitant autour du noyau.
On peut calculer aisément ses niveaux d'énergie, en utilisant la formule suivante :


1.c Le schéma est un diagramme  avec  les énergies en ordonnée et les niveaux d'énergies en abscisse.
est en bas
est au dessus
  est le plus en haut.

1.d L'expression suivante est:



4.2  Nous en déduisons que la lumière visible n'a pas assez d'énergie pour arracher un électron du niveau Ei au niveau Erad. Donc nous pouvons donner en joule un monorant de Ei:



Application numérique:


2.b Le spectre électromagnétique d'une radiation de 335 nm appartient à la famille des


La 3ème partie  avec la série  de Lyman, on a à faire, à une émission. Mais une fois encore , je ne suis pas sure.

MERCI DE M'ECLAIRER.