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Questions incertitude, couches électroniques

Posté par
Animus
14-02-16 à 01:26

Bonjour,

J'ai quelques difficultés à comprendre les étapes de résolution d'un exercice.

Il faut d'abord calculer l'incertitude de la vitesse d'un électron à partir de : orbite de Bohr a0= 0,529 A à 1% près.
Sauriez-vous quel est le nom du symbole "A" d'abord ? (avec un petit o chapeau au dessus)

Le second problème porte sur les couches électroniques.

L'ion He+ est à n = 5. Il émet un rayonnement de 108,7nm : quel niveau doit-il atteindre pour l'émission de ce rayonnement ?
On donne He, Z= 2 et la constante de Rydberg = 109677,76cm^-1 mais je ne vois pas quoi en faire.


Merci pour votre aide !

Posté par
J-P
re : Questions incertitude, couches électroniques 14-02-16 à 10:37

Citation :
Sauriez-vous quel est le nom du symbole "A" d'abord ? (avec un petit o chapeau au dessus)


C'est le symbole de l'angström,

1 angström = 10^{-10} m

Cette unité est obsolete et est normalement interdite.

Posté par
Animus
re : Questions incertitude, couches électroniques 14-02-16 à 12:16

Merci !
On a donc a0 comme mesure de la position de l'électron à 1% près ainsi :
delta x = 10^(-10) * 10^-2 = 10^-12 ??
Et à partir de la on a :
delta v = (1/4pi) *  (6,626*10^(-34) / 9,109*10^(-31)*10^(-12)) = 0,727*10^9   ?

Avec 6,626 constante de Planck et 9,109 la masse de l'électron

Est-ce correct ?

Pour le second problème, je bloque un peu, je ne connais que la formule lambda = h/m*v... L'électron émet de l'énergie, il doit donc passer à une couche inférieure mais je ne connais pas d'autres formules

Merci beaucoup !

Posté par
vanoise
re : Questions incertitude, couches électroniques 14-02-16 à 12:17

Bonjour,
Tu as certainement étudié en cours comment calculer la longueur d'onde d'un rayonnement correspondant à la transition électronique d'un niveau initial d'énergie  de nombre quantique principal ni à un niveau final  d'énergie de nombre quantique principal nf...

Remarque : seuls les multiples et sous multiples de la forme 103a,  où a est un nombre entier relatif, doivent être utilisés si on veut respecter les conventions internationales. Ici, il faut remplacer  1 angström par 100 picomètres ou par 0,1 nanomètre puisque 10-12m=1pm et 10-9m = 1nm. (12  et 9 sont bien des multiples de 3 contrairement à 10 !)

Posté par
vanoise
re : Questions incertitude, couches électroniques 14-02-16 à 12:29

énergie d'un photon :

\varepsilon=h\cdot\nu=\frac{h.c}{\lambda}
Ne me dis pas que tu n'a pas étudiée cette formule : je ne te croirais pas !

Posté par
Animus
re : Questions incertitude, couches électroniques 14-02-16 à 15:50

Je n'ai pas de cours à proprement parler, j'étudie par moi-même.
Je vais chercher la solution avec l'aide de votre formule, merci !

Mon résultat au-dessus pour l'incertitude semble faux cependant ? La valeur est immense...
En recalculant avec h/2pi = 1,054x10^-34 :

delta v = (1,054x10^-34) / (9,109 x 10^-43 ) = 0,115x10^9


Où ont les erreurs de calcul ?


Merci pour votre aide

Posté par
vanoise
re : Questions incertitude, couches électroniques 14-02-16 à 18:54

le rayon est ao=52,9pm. l'incertitude absolue sur cette valeur est ao=0,529pm.
Un supposant l'électron de masse m, de charge (-e) en mouvement circulaire uniforme de rayon ao autour d'un noyau de charge +Ze, on peut dire que l'accélération de l'électron est l'accélération normale centripète : V2/ao. En négligeant les forces de gravitation, on peut considérer le mouvement comme dûe à la seule force d'attraction électrostatique normale centripète dont l'intensité est donnée par la loi de Coulomb :

F=\frac{Ze^{2}}{4\pi\varepsilon_{0}a_{0}^{2}}
En supposant le repère d'étude lié au noyau galiléen, la relation fondamentale de la dynamique conduit à :

F=\frac{Ze^{2}}{4\pi\varepsilon_{0}a_{0}^{2}}
ce qui donne :

v=e\cdot\sqrt{\frac{Z}{4\pi\varepsilon_{0}ma_{0}}}
Cela te permet de calculer la vitesse v de l'électron. Pour l'incertitude absolue sur cette vitesse : v, tu obtiens, en négligeant  les incertitudes sur les données autres que ao :

\frac{\triangle v}{v}=\frac{1}{2}\cdot\frac{\triangle a_{0}}{a_{0}}
Pour le modèle de Bohr des structures à un électron, de nombreuses démonstrations existent sur le net ; par exemple :



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