On a le diagramme des niveaux d’énergie de l’atome d’hydrogène. l'analyse du spectre d'émission d'une lampe à vapeur de sodium révèle la présence de raies de longueur d'onde l bien définie. La variation d’énergie correspondant à cette raie d’émission de l’atome d’hydrogène est d’environ A. B. Exercice 5 Énoncé D’après Belin 2019. 2nde Thème : Univers TP n°8 Physique Le spectre du Soleil – Corrigé Chap.2 I. Les spectres En utilisant le spectre de l’argon dont on connait les longueurs d’onde d’émission, on va déterminer les longueurs d’onde des raies d’absorption du Soleil. Exercices Exercice n°1 Exercice n°2 Exercice n°3 Exercice n°4 Exercice n°5 Exercice n°6 Exercice n°7 Exercice n°8 Exercice n°9 Exercice n°10 Les spectres d’émission de lumière émise par luminescence (sources froides) sont des spectres de de raies alors que les spectres obtenus par incandescence (sources chaudes) sont des spectres continus. 2. Spectre d’émission de l’atome d’hydrogène et modèle de Bohr Réaction de fusion nucléaire DT. Corrigé Exercice n°2 Bac STL BGB 2005. Si un atome d’Hydrogène dans son état fondamental absorbe un photon de longueur d’onde l 1 puis émet un un photon de longueur d’onde l 2, sur quel niveau l’électron se trouve t-il après cette émission ? l 1 = 97, 28 nm et l 2 = 1879 nm. DE n,1 = h C / l 1 = E 0 (1 - 1/n 2) = h C R H * (1 - 1/n 2) 1 / l 1 = R H * (1 -1/n 2) Les spectres d’émissions de raies sont, comme leur nom l’indique, constitués de raies lumineuses coïncidant chacune avec une longueur d’onde donnée. Le spectre d’émission de l’atome d’hydrogène est composé de plusieurs séries de raies. Exercice 4 : Dans l'atome d'hydrogène, l'énergie de l'électron dans son état fondamental est égale à -13,54 eV. a) A quels phénomènes physiques correspondent ces raies ? TD N°2 - SPECTRE DE L’ATOME D’HYDROGENE Exercice 1 On étudie la série de Paschen du spectre d’émission de l’hydrogène. On donne le diagramme des niveaux d’énergie de l’atome d’hydrogène. Spectre de l’atome d’hydrogène 400 800 λ / nm Hydrogène Soleil Spectre continu. Chaque raie correspond à la longueur d'onde d'un rayonnement d'énergie égale à la variation d'énergie de l'atome lors de sa transition d'un niveau d'énergie plus élevé vers un niveau plus bas. Ainsi les sauts électroniques d'un niveau d'énergie à un autre entraînent l'émission d'une longueur d'onde particulière (voir figure 2). 1. Les échanges d’énergies entre la lumière et la matière ne se font pas de manière continue mais par quantité élémentaire. Le modèle de l’atome de Bohr (1913): « Dans le modèle de Bohr, l’atome est constitué d’électrons chargés négativement, qui orbitent autour d’un noyau chargé positivement. Quelle est en Joule l’énergie d’ionisation de l’atome d’hydrogène au repos? Deux élèves étudient le spectre d’émission d’une lampe de Balmer, lampe contenant du gaz d’hydrogène. Etude du spectre de l’argon 2.1. Saut quantique de l’électron de la 4ime orbite sur la 1re ☞Exercices Référence: bc-1-modelebohr.pdf page 1 de 4 . Exercice 1. Corrigé de l'Examen de chimie Exercice I : Vanille et Vanilline (15 pts) La gousse de vanille est le fruit d'une orchidée grimpante ; La vanille naturelle développe un parfum complexe formé de plusieurs centaines de composés aromatiques différents. On parle de spectre de raies d’émission. Cette transition correspond à une émission de lumière : - "cette énergie acquise est réémise sous forme de lumière de moindre énergie" - L’atome passe d’un état d’énergie E 2 à un état E 1 d’énergie plus faible, il doit donc émettre un photon. 1. Ce modèle est une continuité du modèle planétaire proposé par Ernest Rutherford, avec cette différence essentielle que Niels Bohr introduisit un nouveau concept, à savoir la quantification des niveaux d'énergie dans l atome. Exercices: La classification périodique des éléments . Pour interpréter les spectres de raies des atomes, Niels Bohr a postulé en 1913 la quantification des niveaux d’énergie. Excitation et ionisation d’un atome d’hydrogène Exercice Exercice III-17 : Etude de l’hydrogène atomique 1 Déplacement isotopique du spectre de l’hydrogène On a relevé en nm les 4 longueurs d’onde les plus élevées des séries de Balmer pour l’hydrogène (1H) et son isotope naturel, le deutérium D (2H). 2) Déterminer la longueur d'onde maximale nécessaire pour produire cette émission. Révisions. Tunsichool est en train d’évoluer. radiations de fréquence(s) précise(s) pour revenir dans leur état fondamental. b. SPECTRE DE l'HYDROGENE ? b) Quelle est l'expression générale donnant la longueur d'onde d'une raie ? Spectre d'émission et spectre d'absorption. Le spectre N° 2 est un spectre d’émission de raies et le spectre N° 3 est un spectre d’absorption de raies. sable de l’émission lumineuse. spectre de raies d’émission dont le spectre est discontinu. Exercice 2: Le spectre de l'hydrogène peut se décomposer en plusieurs séries. Le spectre de l’atome d’hydrogène dans le domaine visible, donné ci-après, présente des raies caractéristiques de cet atome appartenant à la série de Balmer. Le spectre de raies d'émission ci-dessus est caractéristique de l'atome d'hydrogène. Exercice n°1 Donner la composition d’un atome d’hydrogène . On donne le diagramme des niveaux d’énergie de l’atome d’hydrogène. Exercices corrigés de structure de la matière et de liaisons chimiques. Le spectre contient différentes raies colorées de longueur d’ondes 410 nm, 434 nm, 486 nm et 652 nm. a. Calculer, en eV, l'énergie des photons associés à cette radiation. On donne le nombre d'Avogadro NA = 6,02.1023. Spectre d'émission de l'atome d'hydrogène 1. Dans le visible, la raie la plus intense est la raie jaune, de longueur d'onde dans le vide λ = 589 nm. Hydrogène 410, 434, 486, 656 Lithium 412, 497, 610, 671 Mercure 405, 436, 546, 579 EXERCICE 7. On donne la conversion suivante : 1 eV = 1.6 10-19 J. Calculer la norme de la force d’attraction électrique entre le proton et l’électron de l’atome d’hydrogène. Physique DF v 3.1 Physique moderne PM 0 S. Monard 2008 Physique moderne page 0 Gymnase de la Cité Table des matières PHYSIQUE MODERNE 5. Exercice 5 Dans le spectre d’émission de l’atome d’hydrogène on trouve les quatre raies suivantes, caractérisées par leur longueur d’onde : 1 =410 nm (violet), 2 =434,1 nm (indigo), 3 =486,1 nm (bleu) et 4 =656,3 nm (rouge). I. Cette série correspond aux radiations émises lorsque l’atome passe d’un état excité m (m>3) à l’état excité n=3. 10-27 kg Masse de l’électron me 9,109. 10-31 kg Charge élémentaire e 1,6. 1) Schématiser le dispositif expérimental permettant d’observer ce spectre et en rappeler brièvement le principe de fonctionnement. Dans un cas, noté 1, la lampe est alimentée normalement, dans une autre cas, noté 2, elle est sous alimentée dans le cas 3 elle est suralimentée. raies de Fraunhofer correspondent à des raies de la série de Balmer du spectre d émission de l atome d hydrogène : d une part, les raies C et F de Fraunhofer passage de la constante de Rydberg théorique R à la constante de Rydberg pour l atome d hydrogène RH. On se limitera ici aux cinq premières nommées respectivement série de Lyman, Balmer, Paschent, Bracket et Pfund. 1. On se limitera ici aux cinq premières nommées respectivement série de Lyman, Balmer, Paschent, Bracket et Pfund. Le spectre d’émission de l’atome d’hydrogène est composé de plusieurs séries de raies. Si on analyse de la lumière blanche passée au travers d’un gaz haute pression, un liquide ou un solide non opaque, on obtient un spectre d’absorption de bandes (bandes noires sur un fond composé des couleurs de l’arc-en-ciel) : c’est le complémentaire du spectre d’émission. Pour expliquer le spectre d’émission de l’atome d’hydrogène, Niels Bohr proposa en 1913 un modèle de l’atome basé sur le modèle planétaire, mais en s’inspirant des résultats sur les quanta d’énergie. EXERCICE III. Exercice 4 : Certaines étoiles présentent des spectres continus d’émission pour l’atome d’hydrogène. On donne la conversion suivante : 1 eV = 1.6 10-19 J. Q 38. Ces raies fines correspondent à des radiations de longueurs d’onde bien déterminées. 1. Modèle de BOHR. II : Les spectres atomiques II.2.a. 2) Représenter le schéma du montage qui permet d'obtenir le spectre d'émission. Cette transition correspond à une émission de lumière : - "cette énergie acquise est réémise sous forme de lumière de moindre énergie" - L’atome passe d’un état d’énergie E 2 à un état E 1 d’énergie plus faible, il doit donc émettre un photon. SPECTRE D’EMISSION DE L’ATOME D’HYDROGENE Exercice II. L'électron de l'atome d'hydrogène n'a accès qu'à certains niveaux d'énergie ; en d'autres termes, son énergie est quantifiée. Vous êtes ici : Physique atomique> Corrigé 2006 : Etude du spectre de l'hydrogéne 4.1.1. Exercice 2 Dans le spectre d’émission de l’atome d’hydrogène on trouve les quatre raies suivantes, caractérisées par leur longueur d’onde : 1 =410 nm (violet), 2 =434,1 nm (indigo), 3 =486,1 nm (bleu) et 4 =656,3 nm (rouge). 2. On dit qu’il est discontinu ou un spectre de raies . Exercice 4 : Dans l'atome d'hydrogène, l'énergie de l'électron dans son état fondamental est égale à -13,54 eV. Production de lumière par le soleil. 2. Exercice 1 Soit un atome d’hydrogène. Dans un cas, noté 1, la lampe est alimentée normalement, dans une autre cas, noté 2, elle est sous alimentée dans le cas 3 elle est suralimentée. Pour l’atome d’hydrogène, on a : Correction de l’exercice I: Spectre des étoiles 1. Il est composé essentiellement d’atomes d’hydrogène ionisés par la présence d’étoiles qui se trouvent à proximité. Q 38. L ATOME D HYDROGÈNE (4 points) On se propose dans cet exercice d'étudier le modèle de l'atome d'hydrogène proposé par Niels Bohr en 1913. La longueur d’onde des raies d’absorptions est caractéristique des éléments chimiques présents dans la chromosphère de l’étoile. Placée au coeur de la constellation, la nébuleuse d’Orion est un nuage de gaz interstellaire visible dans les deux hémisphères. Spectres d'émission (a) spectre d'une lampe à vapeur de sodium 569 615 589 (b) spectre d'une lampe à incandescence nm Les niveaux d'énergie de I'atome de sodium issus d'un modèle théorique simplifié sont en ev : -1,51 ; 1,94 ; … Chimie commune 2005 Concours National DEUG : Concours du Supérieur Concours National DEUG. 1. Chap. Calculez la longueur d’onde du photon émis par un atome d’hydrogène lors de la transition du niveau n = 4 vers le niveau fondamental. 2. 1 4 Days. En déduire la longueur d'onde de la première raie de la série de Lyman. Pour expliquer le spectre d’émission de l’atome d’hydrogène, Niels Bohr proposa en 1913 un modèle de l’atome basé sur le modèle planétaire, mais en s’inspirant des résultats sur les quanta d’énergie. Le spectre de l'atome d'hydrogène et comment calculer les longueurs d’onde d'onde des raies des séries de Lyman, Balmer et Paschen. S'aider de ce diagramme pour justifier le caractère discontinu du spectre d'émission de l'atome d'hydrogène. Le spectre de l’atome d’hydrogène est obtenu par décharge électrique dans un tube contenant du dihydrogène sous faible pression. c) Quel est le potentiel d'ionisation de l'hydrogène dans cet état excité( en eV et en kJ.mol-1). Exercice 1 : Le spectre de l'hydrogène peut se décomposer en plusieurs séries. Exercice 3: A partir de la constante de Rydberg pour l'hydrogène calculer l'énergie d’ ionisation et celle la transition de n =2 à n = en J et en eV. 1) Préciser le spectre d'émission de l'atome de lithium et le spectre d'absorption. 1°) Estimer les longueurs d’onde des radiations émises par le gaz hélium. On donne les constantes suivantes : c= 3,0.10 8 m.s-1 ; h = 6.62 10-34 J.s . Physique DF v 3.1 Physique moderne PM 0 S. Monard 2008 Physique moderne page 0 Gymnase de la Cité Table des matières PHYSIQUE MODERNE 5. En déduire la longueur d'onde de la première raie de la série de Lyman. 1 pt b. Représenter cette transition sur le digramme ci-dessous. On a réalisé, à l’aide d’un spectrophotomètre, le spectre de . - Spectre d’émission de l’atome d’hydrogène . Chaque entité chimique (atome ou ion) possède un spectre de raies d’émission spécifique, ce qui permet de l’identifier. L'ensemble de ces longueurs d'onde constitue le spectre de raies de l'atome d'hydrogène. On donne les constantes suivantes : c= 3,0.10 8 m.s-1 ; h = 6.62 10-34 J.s . Excitation et ionisation d’un atome d’hydrogène Exercice Exercice III-17 : Etude de l’hydrogène atomique 1 Déplacement isotopique du spectre de l’hydrogène On a relevé en nm les 4 longueurs d’onde les plus élevées des séries de Balmer pour l’hydrogène (1H) et son isotope naturel, le deutérium D (2H). A quel domaine du spectre électromagnétique ce photon appartient-il ? II) Interprétation de l’émission … 1 ba du coup le spectre de l'atome d'hydrogène est bien un sepectre d'absorption car Un spectre de raies d'absorption apparait comme un ensemble de raies noires sur un fond coloré. Exercice 1: Si l’électron de … SERIE 2 - Spectre de l’Hydrogène et des Hydrogénoïdes. Exercice 1 . On établira d’abord la formule donnant 1/λi -j, où λi -j représente la longueur d’onde de la radiation émise lorsque l’électron passe du niveau ni au niveau nj. 3. Parmi les échantillons suivants, quel est celui qui contient le plus grand nombre d'atomes : 1 g d'argent (Ag) ; 1 g de néon (Ne); 1 g d'ammoniac (NH 3) ; 1 g d'octane (C 8 H 18). Le spectre de l'atome d'hydrogène montre plusieurs raies d'émission qui peuvent être groupées en série. spectre d’émission de l’atome d’hydrogène situées dans le visible. 4) … 1) Calculer en eV l'énergie d'extraction W e de cet atome. Pour l’atome d’hydrogène, on a : la lumière émise par un gaz excité (Spectre A). Pour obtenir un spectre de raies d'émission, il faut que le corps soit : un solide chaud un gaz chaud sous forte pression un gaz chaud sous faible pression 5. Comme il n’y a qu’un électron, l = L et s = S = 1/2. Niveau correspondant à l'état fondamental est n = 1 4.1.2. 2) En déduire la fréquence νn2 du photon émis par l’atome d’Hydrogène pour chaque transition. Exercices et corrigés » Exercice corrigé déterminer l’énergie de l’atome d’hydrogène; Exercice corrigé déterminer l’énergie de l’atome d’hydrogène . de l atome d hydrogène Pour l élément chimique, voir Hydrogène Pour le corps simple H2, voir Dihydrogène. CHAPITRE I STRUCTURE DE L’ATOME CONNAISSANCES GENERALES . Calcul de la longueur d'onde d'une raie de la région UV du spectre d'émission de l'hydrogène. C. 4,6.10-27 J. CORRIGÉ. Notation [S1] signifie, exercice corrigé durant la première séance … etc. N (H ) est appelé densité de colonne des atomes d'hydrogène, c'est le nombre d'atomes d'hydrogène se trouvant dans un cylindre de section unité, le long de la ligne de visée matérialisée par l'axe (Oz). 2.2.3. Corrigé . Énoncé. Dans le visible, la raie la plus intense est la raie jaune, de longueur d'onde dans le vide λ = 589 nm. Exercices corrigés à imprimer - Lumière et matière en première S Exercice 01 : Spectre de sodium Le spectre d'émission d'une lampe à vapeur de sodium est un spectre de raies. Spectre d’absorption d’un atome : Un spectre d’absorption est obtenu en analysant la lumière blanche qui a traversé une substance. Puis calculer la longueur d’onde λn2 correspondante. 3) A l'aide du spectre d'émission, interpréter la quantification de l'énergie de l'atome de lithium. L’une d’entre elles avaient pour nombre d’onde ’ n = 2,3.106 m-1. On donne : Li (Z=3) 1eV= 1,6.10-19 Joules h= 6,62.10-34 J.s c = 3.108 m.s-1 II. 2) 3) 1. Cours complet Index Exercices et corrigés Exercice corrigé déterminer l’énergie de l’atome d’hydrogène. b) Quelle est l'expression générale donnant la longueur d'onde d'une raie ? Chimie 3e/2e Module 4 Le problème Bohr se proposa de retrouver le spectre expérimental de l’atome d’hydrogène en raisonnant sur son hypothèse : Il fallait déterminer l’énergie de l’électron sur chaque orbite. 1. L'énergie d'un photon en eV; s'écrit : pour pour pour 4.1.3. 1 pt b. Représenter cette transition sur le digramme ci-dessous. Pour aller plus loin : Les niveaux d'énergie de l'atome d'hydrogène. la lumière émise par un gaz excité (Spectre A ). 1. Repérer, par peur longueur d’onde, les radiations émises نشر في فبراير 24, 2021 بواسطة fatiha. a) A quels phénomènes physiques correspondent ces raies ? SPECTROSCOPIE D’ÉMISSION DE L’ATOME D’HYDROGÈNE Lorsqu’on analyse la lumière émise par un tube de Geissler contenant du dihydrogène, on observe à l’œil nu un spectre constitué de quatre raies (voir document de cours). Exercice 3 : A partir de la constante de Rydberg pour l'hydrogène calculer l'énergie d' ionisation et celle la transition de n =2 à n = ? ATOMES POLYÉLECTRONIQUES - corrigé des exercices I. Ionisation d'un atome d'hélium et approximation de Slater • Dans l'atome He, chacun des deux électrons 1s subit, compte tenu de l'effet d'écran, l'attraction par une charge : Z* = Z - ζ ≈ 1,7. Cette série correspond aux radiations émises lorsque l’atome passe d’un état excité m (m>3) à l’état excité n=3. Avant l'émission de la raie \lambda_{4}, l'atome d'hydrogène se trouvait dans l'état d'énergie initial E_{4}. Exercice corrigé. III. L'électron de l'atome d'hydrogène n'a accès qu'à certains niveaux d'énergie ; en d'autres termes, son énergie est quantifiée. On a réalisé le spectre de la lumière émise par l’hélium. 10-19 C Célérité de la lumière dans le vide C 3. Exercice 4 : Dans l'atome d'hydrogène, l'énergie de l'électron dans son état fondamental est égale à -13,54 eV. a. Calculer, en eV, l'énergie des photons associés à cette radiation. 2 0 Hrs Spectres d’absorption : spectre caractérisé par des raies sombres sur un fond coloré. Pour interpréter les spectres de raies des atomes, Niels Bohr a postulé en 1913 la quantification des niveaux d’énergie. 2. La nébuleuse d’Orion (M 42) RAI/MOD : Utiliser un modèle MATH : Effectuer un calcul littéral. 1. b. Ce phénomène est dû à la capture, par des ions H+, des électrons libres qui se Donc on observe les raies de Balmer et Lyman au niveau initial 3 de l’atome d’hydrogène. Spectre d’émission : spectre caractérisé par des raies colorées sur un fond noir. Exercice 3: A partir de la constante de Rydberg pour l'hydrogène calculer l'énergie d’ ionisation et celle la transition de n =2 à n = en J et en eV. Le numéro atomique d’un élément chimique est défini par le nombre de protons car celui-ci ne change jamais contrairement au nombre de neutrons et d’électrons. Exercices : spectre discret de l'atome d'hydrogène Le spectre d’émission lumineuse de l’atome d’hydrogène est le suivant, avec un certain nombre de raies caractéristiques dont la longueur d’onde est donnée ci-dessous :
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